JPWO2019083045A1 - Heater and heater system - Google Patents

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Abstract

ヒータは、基体、第１抵抗発熱体及び複数の第２抵抗発熱体を有している。基体は、第１面及び第１面に対向する第２面を有している絶縁性の部材である。第１抵抗発熱体は、基体の内部又は表面上にて、第１面に沿って延びている。第２抵抗発熱体は、第１抵抗発熱体に対して第１面側又は第２面側に位置しており、基体の内部又は表面上にて、第１面に沿って延びている。The heater has a substrate, a first resistance heating element and a plurality of second resistance heating elements. The substrate is an insulating member having a first surface and a second surface facing the first surface. The first resistance heating element extends along the first surface inside or on the surface of the substrate. The second resistance heating element is located on the first surface side or the second surface side with respect to the first resistance heating element, and extends along the first surface inside or on the surface of the substrate.

Description

本開示は、ヒータ及びヒータシステムに関する。 The present disclosure relates to heaters and heater systems.

半導体製造装置などの技術分野においては、半導体基板（以下「ウェハ」とも称する。）を加熱するために、セラミックヒータ（以下、単に「ヒータ」ということがある。）が広く用いられている。ヒータは、例えば、上面にウェハが載置される円盤状のセラミック基材と、当該セラミック基材に埋設されており、セラミック基材の上面に沿って適宜なパターン（例えば渦巻状）で延びている抵抗発熱体とを有している。 In technical fields such as semiconductor manufacturing equipment, ceramic heaters (hereinafter, may be simply referred to as “heaters”) are widely used for heating semiconductor substrates (hereinafter, also referred to as “wafers”). The heater is, for example, a disk-shaped ceramic base material on which a wafer is placed on the upper surface, and a heater embedded in the ceramic base material, and extends along the upper surface of the ceramic base material in an appropriate pattern (for example, a spiral shape). It has a resistance heating element.

特許文献１及び２では、２つの抵抗発熱体を階層的に設けたヒータが開示されている。換言すれば、セラミック基材の厚み方向における互いに異なる位置に２つの抵抗発熱体を有するヒータが開示されている。特許文献３及び４では、セラミック基材の厚み方向における互いに同一の位置に複数の抵抗発熱体を有するヒータが開示されている。特許文献５では、１つの抵抗発熱体の全体に第１電力を供給するとともに、前記抵抗発熱体の一部に第１電力に重畳して第２電力を供給するヒータが開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose a heater in which two resistance heating elements are hierarchically provided. In other words, heaters with two resistance heating elements at different positions in the thickness direction of the ceramic substrate are disclosed. Patent Documents 3 and 4 disclose heaters having a plurality of resistance heating elements at the same positions in the thickness direction of the ceramic base material. Patent Document 5 discloses a heater that supplies the first electric power to the entire one resistance heating element and supplies the second electric power to a part of the resistance heating element by superimposing the first electric power.

特開平５−３２６１１２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-326112 特開平９−２７０４５４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-270454 特開２００１−１３５４６０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-135460 特開２００５−１６６４５１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-166451 国際公開第２０１７／１８８１８９号International Publication No. 2017/188189

本開示の一態様に係るヒータは、基体と、第１抵抗発熱体と、第２抵抗発熱体とを有している。前記基体は、第１面及び該第１面に対向する第２面を有している絶縁性の部材である。前記第１抵抗発熱体は、前記基体の内部又は表面上にて、前記第１面に沿って延びている。前記第２抵抗発熱体は、前記第１抵抗発熱体に対して前記第１面側又は前記第２面側に位置しており、前記基体の内部又は表面上にて、前記第１面に沿って延びている。 The heater according to one aspect of the present disclosure includes a substrate, a first resistance heating element, and a second resistance heating element. The substrate is an insulating member having a first surface and a second surface facing the first surface. The first resistance heating element extends along the first surface inside or on the surface of the substrate. The second resistance heating element is located on the first surface side or the second surface side with respect to the first resistance heating element, and is located inside or on the surface of the substrate along the first surface. Is extending.

本開示の一態様に係るヒータシステムは、上記のヒータと、前記第１抵抗発熱体に電力を供給する第１駆動部と、前記複数の第２抵抗発熱体に個別に電力を供給する第２駆動部と、を有している。 The heater system according to one aspect of the present disclosure includes the above heater, a first drive unit that supplies electric power to the first resistance heating element, and a second that individually supplies electric power to the plurality of second resistance heating elements. It has a drive unit.

実施形態に係るヒータシステムの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the heater system which concerns on embodiment. 図１のヒータシステムのヒータの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the heater of the heater system of FIG. 図２のヒータの内部を示す平面図である。It is a top view which shows the inside of the heater of FIG. 図３のIV−IV線における断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 図５（ａ）及び図５（ｂ）は図１のヒータシステムにおける温度制御の例を示す概念図である。5 (a) and 5 (b) are conceptual diagrams showing an example of temperature control in the heater system of FIG. 図１のヒータシステムにおける信号処理系の構成を機能的観点から示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing system in the heater system of FIG. 1 from the functional viewpoint. 図６の信号処理系の電力供給に係るハードウェア構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the hardware composition which concerns on the power supply of the signal processing system of FIG. 図６の信号処理系の温度計測に係るハードウェア構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the hardware composition which concerns on the temperature measurement of the signal processing system of FIG. 図６の信号処理系の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation of the signal processing system of FIG. 第２実施形態のヒータシステムの要部構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the main part structure of the heater system of 2nd Embodiment. 図１０のヒータシステムの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation of the heater system of FIG. 第３実施形態のヒータシステムの要部構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the main part structure of the heater system of 3rd Embodiment. 図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は図１２のヒータシステムの動作を示す概念図及びタイミングチャートである。13 (a) and 13 (b) are conceptual diagrams and timing charts showing the operation of the heater system of FIG. 図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は種々の変形例を示す断面図である。14 (a) and 14 (b) are cross-sectional views showing various modified examples. 図１５（ａ）は本開示のヒータシステムを適用した応用例を示す図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）における応用例の詳細を説明するための図である。FIG. 15A is a diagram showing an application example to which the heater system of the present disclosure is applied, and FIG. 15B is a diagram for explaining details of the application example in FIG. 15A. 変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a modification.

以下、本開示の実施形態に係るヒータ及びヒータシステムについて、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上の模式的なものである。従って、細部は省略されていることがあり、また、寸法比率は必ずしも現実のものとは一致していない。また、ヒータ及びヒータシステムは、各図に示されていない周知の構成部材をさらに備えていても構わない。 Hereinafter, the heater and the heater system according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. However, each figure referred to below is a schematic one for convenience of explanation. Therefore, details may be omitted, and the dimensional ratios do not always match the actual ones. Further, the heater and the heater system may further include well-known components not shown in each figure.

また、第２実施形態以降においては、先に説明された実施形態の構成と同様の構成について、先に説明された実施形態の構成に付された符号と同一の符号を付し、また、説明を省略することがある。先に説明された実施形態の構成に対応する（類似する）構成に対して、先に説明された実施形態の構成に付した符号とは異なる符号を付した場合においても、特に断りがない事項については、先に説明された実施形態の構成と同様とされてよい。 Further, in the second and subsequent embodiments, the same configurations as those of the above-described embodiment are designated by the same reference numerals as those assigned to the above-described configurations of the embodiments. May be omitted. Matters that are not particularly specified even when a code different from the code attached to the configuration of the embodiment described above is assigned to the configuration corresponding to (similar to) the configuration of the embodiment described above. May be the same as the configuration of the embodiment described above.

＜第１実施形態＞
（ヒータシステム）
図１は、実施形態に係るヒータシステム１００の構成を示す概略図である。<First Embodiment>
(Heater system)
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the heater system 100 according to the embodiment.

ヒータシステム１００は、ヒータ１０と、ヒータ１０を駆動する駆動装置５０とを有している。以下、これらについて順に説明する。 The heater system 100 includes a heater 10 and a drive device 50 for driving the heater 10. Hereinafter, these will be described in order.

なお、ヒータ１０は、必ずしも図１の紙面上方を実際の上方として利用される必要はない。以下では、便宜上、図１の紙面上方が実際の上方であるものとして、上面及び下面等の用語を用いることがある。なお、例えば、上面が第１面であり、下面が第２面である。 It should be noted that the heater 10 does not necessarily have to be used with the upper part of the paper surface of FIG. 1 as the actual upper part. In the following, for convenience, terms such as upper surface and lower surface may be used assuming that the upper surface of the paper in FIG. 1 is the actual upper surface. For example, the upper surface is the first surface and the lower surface is the second surface.

（ヒータ）
ヒータ１０は、例えば、概略板状（図示の例では円盤状）のヒータ本体１０ａと、ヒータ本体１０ａから下方へ延びているパイプ１０ｂとを有している。(heater)
The heater 10 has, for example, a roughly plate-shaped (disk-shaped in the illustrated example) heater main body 10a and a pipe 10b extending downward from the heater main body 10a.

ヒータ本体１０ａは、その上面１０ｃに加熱対象物の一例としてのウェハが載置され、ウェハの加熱に直接に寄与する部分である。パイプ１０ｂは、例えば、ヒータ本体１０ａの支持、及び／又はヒータ本体１０ａに接続されるケーブル（不図示）の保護に寄与する部分である。なお、パイプ１０ｂを除くヒータ本体１０ａのみによってヒータが定義されてもよい。 The heater body 10a is a portion on which a wafer as an example of an object to be heated is placed on the upper surface 10c thereof and directly contributes to heating the wafer. The pipe 10b is, for example, a portion that contributes to supporting the heater main body 10a and / or protecting a cable (not shown) connected to the heater main body 10a. The heater may be defined only by the heater main body 10a excluding the pipe 10b.

ヒータ本体１０ａの上面１０ｃ及び下面（符号省略）は、例えば、概ね平面である。ヒータ本体１０ａの平面形状及び各種の寸法は、加熱対象物の形状及び寸法等を考慮して適宜に設定されてよい。例えば、平面形状は、円形（図示の例）または矩形である。寸法の一例を示すと、直径は２０ｃｍ以上３５ｃｍ以下、厚さは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。 The upper surface 10c and the lower surface (reference numeral omitted) of the heater body 10a are, for example, substantially flat. The planar shape and various dimensions of the heater main body 10a may be appropriately set in consideration of the shape and dimensions of the object to be heated. For example, the planar shape is circular (illustrated example) or rectangular. As an example of the dimensions, the diameter is 20 cm or more and 35 cm or less, and the thickness is 5 mm or more and 30 mm or less.

パイプ１０ｂは、上下（軸方向両側）が開口している中空部材である（図２も参照）。その横断面（軸方向に直交する断面）及び縦断面（軸方向に平行な断面）の形状は適宜に設定されてよい。また、パイプ１０ｂの寸法は適宜に設定されてよい。 The pipe 10b is a hollow member that is open at the top and bottom (both sides in the axial direction) (see also FIG. 2). The shapes of the cross section (cross section orthogonal to the axial direction) and the vertical cross section (cross section parallel to the axial direction) may be appropriately set. Further, the dimensions of the pipe 10b may be appropriately set.

平面透視において、ヒータ本体１０ａのうちパイプ１０ｂの内縁によって規定される領域は、後述する複数の端子５（図２参照）が配置される端子配置領域１０ｄ（図３参照）となっている。複数の端子５は、ヒータ本体１０ａの下面からヒータ本体１０ａの外部へ露出している。 In the plan perspective, the area defined by the inner edge of the pipe 10b in the heater main body 10a is the terminal arrangement area 10d (see FIG. 3) in which a plurality of terminals 5 (see FIG. 2) described later are arranged. The plurality of terminals 5 are exposed from the lower surface of the heater body 10a to the outside of the heater body 10a.

パイプ１０ｂ内には不図示の複数のケーブルが挿通される。複数のケーブルは、一端が複数の端子５に接続され、他端が駆動装置５０に接続される。これにより、ヒータ本体１０ａと駆動装置５０とが電気的に接続される。 A plurality of cables (not shown) are inserted into the pipe 10b. One end of the plurality of cables is connected to the plurality of terminals 5, and the other end is connected to the drive device 50. As a result, the heater body 10a and the drive device 50 are electrically connected.

（ヒータ本体の内部構造）
図２は、ヒータ１０の分解斜視図である。なお、完成後のヒータ１０又はヒータ本体１０ａは、例えば、分解不可能に一体的に形成されている。すなわち、図２の分解斜視図のように分解可能である必要はない。(Internal structure of heater body)
FIG. 2 is an exploded perspective view of the heater 10. The completed heater 10 or the heater main body 10a is integrally formed, for example, so as not to be disassembled. That is, it does not have to be disassembled as in the exploded perspective view of FIG.

ヒータ本体１０ａは、絶縁性の基体１（符号は図１参照。図２では、１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄからなる）と、基体１に埋設されている抵抗発熱体（２Ａ、２Ｂａ、２Ｂｂ、２Ｂｃ及び２Ｂｄ。これらを区別せずに、単に「抵抗発熱体２」ということがある。）と、抵抗発熱体２に電力を供給するための各種の導体とを備えている。各種の導体は、例えば、接続導体３、配線４及び端子５である。抵抗発熱体２に電流が流れることによって、ジュールの法則に従って熱が発生し、ひいては、基体１の上面１０ｃに載置されているウェハが加熱される。 The heater body 10a includes an insulating substrate 1 (see FIG. 1 for reference numerals; in FIG. 2, composed of 1a, 1b, 1c and 1d) and a resistance heating element (2A, 2Ba, 2Bb, which is embedded in the substrate 1. 2Bc and 2Bd. Without distinguishing between them, they may be simply referred to as "resisting heating element 2") and various conductors for supplying power to the resistance heating element 2. The various conductors are, for example, a connecting conductor 3, a wiring 4, and a terminal 5. When an electric current flows through the resistance heating element 2, heat is generated according to Joule's law, and the wafer placed on the upper surface 10c of the substrate 1 is heated.

（基体）
基体１の外形は、ヒータ本体１０ａの外形を構成している。従って、上述のヒータ本体１０ａの形状及び寸法に係る説明は、そのまま基体１の外形及び寸法の説明と捉えられてよい。(Hypokeimenon)
The outer shape of the substrate 1 constitutes the outer shape of the heater main body 10a. Therefore, the above description of the shape and dimensions of the heater body 10a can be regarded as the description of the outer shape and dimensions of the substrate 1.

基体１の材料は、例えば、セラミックスである。従って、ヒータ１０は、いわゆるセラミックヒータである。セラミックスは、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、炭化珪素（ＳｉＣ）及び窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等を主成分とする焼結体である。なお、窒化アルミニウムを主成分とする窒化アルミニウム質セラミックスは、例えば、耐食性に優れている。従って、基体１を窒化アルミニウム質セラミックスによって構成した場合、例えば、腐食性の高いガス雰囲気下での使用に有利である。The material of the substrate 1 is, for example, ceramics. Therefore, the heater 10 is a so-called ceramic heater. The ceramic is, for example, a sintered body containing aluminum nitride (AlN), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si 3 N 4 ) and the like as main components. Aluminum nitride ceramics containing aluminum nitride as a main component are, for example, excellent in corrosion resistance. Therefore, when the substrate 1 is made of aluminum nitride ceramics, it is advantageous for use in, for example, a highly corrosive gas atmosphere.

図２では、基体１は、第１セラミック層１ａ〜第４セラミック層１ｄからなる。なお、基体１は、第１セラミック層１ａ〜第４セラミック層１ｄとなる材料（例えばセラミックグリーンシート）が積層されて作製されてよい。また、基体１は、そのような方法とは異なる方法によって作製され、完成後に抵抗発熱体２等の存在によって概念的に第１セラミック層１ａ〜第４セラミック層１ｄからなると捉えることができるだけであってもよい。 In FIG. 2, the substrate 1 is composed of the first ceramic layer 1a to the fourth ceramic layer 1d. The substrate 1 may be produced by laminating materials (for example, ceramic green sheets) to be the first ceramic layer 1a to the fourth ceramic layer 1d. Further, the substrate 1 is manufactured by a method different from such a method, and after completion, it can only be conceptually regarded as composed of the first ceramic layer 1a to the fourth ceramic layer 1d due to the presence of the resistance heating element 2 and the like. You may.

第１セラミック層１ａ、第２セラミック層１ｂ、第３セラミック層１ｃ及び第４セラミック層１ｄは、この列挙順で上方から積層されている。そして、第１セラミック層１ａは、ヒータ本体１０ａの上面１０ｃを構成している。第４セラミック層１ｄは、ヒータ本体１０ａの下面を構成している。第１セラミック層１ａ〜第４セラミック層１ｄは、例えば、それぞれ、概ね一定の厚さの層状（板状）であり、その平面形状は、上述したヒータ本体１０ａ（基体１）全体としての平面形状と同様である。各層の厚さは、各層の役割に応じて適宜に設定されてよい。 The first ceramic layer 1a, the second ceramic layer 1b, the third ceramic layer 1c, and the fourth ceramic layer 1d are laminated from above in this enumerated order. The first ceramic layer 1a constitutes the upper surface 10c of the heater main body 10a. The fourth ceramic layer 1d constitutes the lower surface of the heater body 10a. The first ceramic layer 1a to the fourth ceramic layer 1d are, for example, layered (plate-shaped) having a substantially constant thickness, respectively, and the planar shape thereof is the planar shape of the heater body 10a (base 1) as a whole. Is similar to. The thickness of each layer may be appropriately set according to the role of each layer.

（抵抗発熱体）
ヒータ１０は、抵抗発熱体２として、１つの第１抵抗発熱体２Ａと、複数（図示の例では４つ）の第２抵抗発熱体２Ｂａ、２Ｂｂ、２Ｂｃ及び２Ｂｄ（本実施形態では互いにつながっている。）とを有している。なお、以下では、第２抵抗発熱体２Ｂａ〜２Ｂｄを区別せずに、単に「第２抵抗発熱体２Ｂ」ということがある。(Resistance heating element)
As the resistance heating element 2, the heater 10 includes one first resistance heating element 2A and a plurality of (four in the illustrated example) second resistance heating elements 2Ba, 2Bb, 2Bc and 2Bd (in the present embodiment, they are connected to each other). ) And. In the following, the second resistance heating elements 2Ba to 2Bd may be simply referred to as "second resistance heating elements 2B" without distinction.

第１抵抗発熱体２Ａは、第１セラミック層１ａと第２セラミック層１ｂとの間に位置する導体パターンによって構成されている。複数の第２抵抗発熱体２Ｂは、第２セラミック層１ｂと第３セラミック層１ｃとの間に位置する導体パターンによって構成されている。すなわち、複数の第２抵抗発熱体２Ｂは、第１抵抗発熱体２Ａに対してヒータ１０の下面側に位置している。 The first resistance heating element 2A is composed of a conductor pattern located between the first ceramic layer 1a and the second ceramic layer 1b. The plurality of second resistance heating elements 2B are formed by a conductor pattern located between the second ceramic layer 1b and the third ceramic layer 1c. That is, the plurality of second resistance heating elements 2B are located on the lower surface side of the heater 10 with respect to the first resistance heating element 2A.

各抵抗発熱体２は、基体１の上面１０ｃに沿って（平行に）延びており、概して言えば線状である。その延びる経路（抵抗発熱体２のパターン。平面視における抵抗発熱体２の形状）は、渦巻形状又はミアンダ形状等の適宜なものとされてよい。本開示において図示するパターンは一例に過ぎない。 Each resistance heating element 2 extends (parallel) along the upper surface 10c of the substrate 1 and is generally linear. The extending path (pattern of the resistance heating element 2; the shape of the resistance heating element 2 in a plan view) may be an appropriate shape such as a spiral shape or a meander shape. The patterns illustrated in this disclosure are merely examples.

各抵抗発熱体２が広がる占有領域を、例えば、その抵抗発熱体２を包含する最小の凸多角形によって定義する。このとき、平面透視において、第１抵抗発熱体２Ａの占有領域と、各第２抵抗発熱体２Ｂの占有領域とは、例えば、少なくとも一部同士が互いに重なっている。ひいては、第１抵抗発熱体２Ａの占有領域と、複数の第２抵抗発熱体２Ｂの全体の占有領域とは、少なくとも一部同士が互いに重なっている。例えば、第１抵抗発熱体２Ａの占有領域と、複数の第２抵抗発熱体２Ｂの全体の占有領域とは、それぞれの８割以上が互いに重なっている。なお、複数の第２抵抗発熱体２Ｂの全体の占有領域は、各第２抵抗発熱体２Ｂの占有領域の合計であってもよいし、複数の第２抵抗発熱体２Ｂ全体を包含する最小の凸多角形であってもよい。また、第１抵抗発熱体２Ａの占有領域は、例えば、上面１０ｃ（ただし、ウェハを載置可能な領域に限る。）の８割以上を占めている。 The occupied area where each resistance heating element 2 extends is defined by, for example, the smallest convex polygon that includes the resistance heating element 2. At this time, in the plan perspective, at least a part of the occupied area of the first resistance heating element 2A and the occupied area of each second resistance heating element 2B overlap each other, for example. As a result, at least a part of the occupied area of the first resistance heating element 2A and the entire occupied area of the plurality of second resistance heating elements 2B overlap each other. For example, 80% or more of the occupied area of the first resistance heating element 2A and the entire occupied area of the plurality of second resistance heating elements 2B overlap each other. The entire occupied area of the plurality of second resistance heating elements 2B may be the total of the occupied areas of each second resistance heating element 2B, or may be the minimum including the entire plurality of second resistance heating elements 2B. It may be a convex polygon. Further, the occupied area of the first resistance heating element 2A occupies 80% or more of the upper surface 10c (however, limited to the area where the wafer can be placed).

また、第１抵抗発熱体２Ａのパターンと、複数の第２抵抗発熱体２Ｂの全体のパターンとは、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、両パターンが互いに同一である場合において、両パターンは、平面透視において互いに重なっていてもよいし、互いにずれていてもよい。なお、ここでいう重なりは、上記の占有領域の重なりよりも狭義の重なり（抵抗発熱体２自体が重なる状態）である。 Further, the pattern of the first resistance heating element 2A and the overall pattern of the plurality of second resistance heating elements 2B may be the same as each other or may be different from each other. Further, when both patterns are the same as each other, both patterns may overlap each other or may be offset from each other in planar fluoroscopy. The overlap referred to here is an overlap in a narrower sense than the overlap of the occupied areas (a state in which the resistance heating element 2 itself overlaps).

本実施形態の説明では、両パターンが互いに同一で、かつ互いに重なる態様を例にとる。ただし、両パターンが互いに同一といっても、例えば、両パターンに別々に電力を供給する複数の導体（３、４及び／又は５）が互いに干渉しないように、一部において両パターンは異なっている。 In the description of the present embodiment, an embodiment in which both patterns are the same and overlap each other will be taken as an example. However, even if both patterns are the same, for example, both patterns are partially different so that a plurality of conductors (3, 4 and / or 5) that separately supply power to both patterns do not interfere with each other. There is.

抵抗発熱体２の材料は、電流が流れることによって熱を生じる導体（例えば金属）である。導体は、適宜に選択されてよく、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、プラチナ（Ｐｔ）若しくはインジウム（Ｉｎ）又はこれらを主成分とする合金である。また、抵抗発熱体２の材料は、前記のような金属を含む導電ペーストを焼成して得られるものであってもよい。すなわち、抵抗発熱体２の材料は、ガラス粉末及び／又はセラミック粉末等の添加剤（別の観点では無機絶縁物）を含むものであってもよい。 The material of the resistance heating element 2 is a conductor (for example, metal) that generates heat when an electric current flows through it. The conductor may be appropriately selected, for example, tungsten (W), molybdenum (Mo), platinum (Pt) or indium (In), or an alloy containing these as a main component. Further, the material of the resistance heating element 2 may be obtained by firing a conductive paste containing a metal as described above. That is, the material of the resistance heating element 2 may include an additive (inorganic insulating material from another viewpoint) such as glass powder and / or ceramic powder.

本実施形態では、後述するように、抵抗発熱体２の全部又は一部は、温度を検出するセンサ素子（サーミスタ）として兼用される。抵抗発熱体２の材料としてタングステン又はタングステンを主成分とする合金を用いた場合、例えば、タングステンは抵抗温度係数が比較的高いことから、温度の検出精度が向上する。 In this embodiment, as will be described later, all or part of the resistance heating element 2 is also used as a sensor element (thermistor) for detecting temperature. When tungsten or an alloy containing tungsten as a main component is used as the material of the resistance heating element 2, for example, tungsten has a relatively high temperature coefficient of resistance, so that the temperature detection accuracy is improved.

（複数の第２抵抗発熱体の具体的なパターン）
図３は、第３セラミック層１ｃの上面を示す平面図である。(Specific patterns of multiple second resistance heating elements)
FIG. 3 is a plan view showing the upper surface of the third ceramic layer 1c.

複数の第２抵抗発熱体２Ｂは、一続きの第３抵抗発熱体２Ｃが実質的に分割されることによって構成されている。具体的には、第３抵抗発熱体２Ｃは、その両端と、１以上（図示の例では３つ）の中途位置とが、第３抵抗発熱体２Ｃに電力を供給するための第１給電部Ｐ１〜第５給電部Ｐ５（以下、単に「給電部Ｐ」ということがある。）となっている。これにより、一続きの第３抵抗発熱体２Ｃの複数部位（複数の第２抵抗発熱体２Ｂ）に対して、互いに独立に電流を流すことができるようになっている。 The plurality of second resistance heating elements 2B are configured by substantially dividing a series of third resistance heating elements 2C. Specifically, in the third resistance heating element 2C, both ends thereof and one or more (three in the illustrated example) intermediate positions are the first power feeding units for supplying electric power to the third resistance heating element 2C. It is P1 to the fifth power feeding unit P5 (hereinafter, may be simply referred to as "feeding unit P"). As a result, currents can flow independently of the plurality of parts (plurality of second resistance heating elements 2B) of the continuous third resistance heating element 2C.

なお、最も両側の給電部Ｐ（Ｐ１及びＰ５）は、第３抵抗発熱体２Ｃの両端からずれていてもよい。また、そのようなずれの有無に関わらず、第１給電部Ｐ１と第５給電部Ｐ５との間の部分に対して一続きの第３抵抗発熱体２Ｃの語を用いるように用語の定義をしてもよい。以下の説明では、便宜上、第３抵抗発熱体２Ｃの両端と最も両側の給電部Ｐとは同義であるものとする。 The power feeding portions P (P1 and P5) on both sides may be displaced from both ends of the third resistance heating element 2C. Further, regardless of the presence or absence of such a deviation, the definition of the term is defined so that the term of the third resistance heating element 2C which is continuous is used for the portion between the first feeding unit P1 and the fifth feeding unit P5. You may. In the following description, for convenience, both ends of the third resistance heating element 2C and the feeding portions P on both sides are assumed to be synonymous.

また、第３抵抗発熱体２Ｃは、給電部Ｐにおいて特別な構成（例えばパッド状になっているなど）を有している必要はなく、抵抗発熱体２の大部分と同様の構成であってよい。図２及び図３では、給電部Ｐの位置を明らかにする便宜上、第３セラミック層１ｃを貫通する貫通導体を給電部Ｐの位置で図示している。この貫通導体は、後述するように、接続導体３又は端子５を構成するものである。なお、第３抵抗発熱体２Ｃは、給電部Ｐにおいて特別な構成を有していてもよい。 Further, the third resistance heating element 2C does not need to have a special configuration (for example, a pad shape) in the feeding portion P, and has the same configuration as most of the resistance heating element 2. Good. In FIGS. 2 and 3, for convenience of clarifying the position of the feeding portion P, the through conductor penetrating the third ceramic layer 1c is shown at the position of the feeding portion P. As will be described later, this through conductor constitutes the connecting conductor 3 or the terminal 5. The third resistance heating element 2C may have a special configuration in the feeding unit P.

第３抵抗発熱体２Ｃは、例えば、その一端（第１給電部Ｐ１）から他端（第５給電部Ｐ５）まで自己に対して交差することなく延びている。その経路の位置及び形状は適宜に設定されてよい。例えば、第３抵抗発熱体２Ｃの両端は、上述した端子配置領域１０ｄに収まっている。 The third resistance heating element 2C extends from one end (first feeding portion P1) to the other end (fifth feeding portion P5) of the third resistance heating element 2C without intersecting with itself. The position and shape of the path may be appropriately set. For example, both ends of the third resistance heating element 2C are contained in the terminal arrangement region 10d described above.

また、例えば、第３抵抗発熱体２Ｃは、平面視において基体１を周方向に分割した第１領域Ａｒ１〜第４領域Ａｒ４（図示の例では扇形の領域。以下、単に領域Ａｒということがある。）を順に延びている。そして、複数の第２抵抗発熱体２Ｂａ〜２Ｂｄは、順に第１領域Ａｒ１〜第４領域Ａｒ４に収まっている。図示の例では、基体１の分割数は４であり、また、基体１は均等に分割されている。 Further, for example, the third resistance heating element 2C may have a first region Ar1 to a fourth region Ar4 (a fan-shaped region in the illustrated example, hereinafter simply referred to as a region Ar) in which the substrate 1 is divided in the circumferential direction in a plan view. .) Are extended in order. The plurality of second resistance heating elements 2Ba to 2Bd are contained in the first region Ar1 to the fourth region Ar4 in order. In the illustrated example, the number of divisions of the substrate 1 is 4, and the substrate 1 is evenly divided.

なお、複数の領域Ａｒ（別の観点では複数の第２抵抗発熱体２Ｂの占有領域）の分割数、分割方向、分割位置及び大小関係は、上記以外にも適宜に設定されてよい。例えば、図示の例のような周方向の分割に代えて、又は加えて、半径方向において分割がなされたり、不均等に分割がなされたりしてもよい。また、分割数は、４よりも少なくてもよいし、多くてもよい。 In addition to the above, the number of divisions, the division direction, the division position, and the magnitude relationship of the plurality of regions Ar (occupied regions of the plurality of second resistance heating elements 2B from another viewpoint) may be appropriately set. For example, instead of or in addition to the circumferential division as shown in the illustrated example, the division may be made in the radial direction or may be unevenly divided. Further, the number of divisions may be less than 4 or more.

各領域Ａｒそれぞれにおける第２抵抗発熱体２Ｂの経路も適宜に設定されてよい。図示の例では、第２抵抗発熱体２Ｂは、各領域Ａｒにおいて、概略、蛇行するように（ミアンダ状に）延びている。また、第２抵抗発熱体２Ｂは、上記のように蛇行した部分に加えて、基体１の外縁に沿って延びる部分を有している。 The path of the second resistance heating element 2B in each region Ar may also be appropriately set. In the illustrated example, the second resistance heating element 2B extends substantially meandering (mander-like) in each region Ar. Further, the second resistance heating element 2B has a portion extending along the outer edge of the substrate 1 in addition to the portion meandering as described above.

（第１抵抗発熱体の具体的なパターン）
既述のように、本実施形態の説明では、第１抵抗発熱体２Ａのパターンと複数の第２抵抗発熱体２Ｂの全体のパターンとが同一である場合を例にとる。従って、上記の第３抵抗発熱体２Ｃのパターンについての説明は、第１抵抗発熱体２Ａに適用されてよい。ただし、第１抵抗発熱体２Ａは、両端のみが給電部Ｐとなっている。(Specific pattern of 1st resistance heating element)
As described above, in the description of the present embodiment, the case where the pattern of the first resistance heating element 2A and the overall pattern of the plurality of second resistance heating elements 2B are the same is taken as an example. Therefore, the above description of the pattern of the third resistance heating element 2C may be applied to the first resistance heating element 2A. However, only both ends of the first resistance heating element 2A are feeding portions P.

（接続導体、配線及び端子）
図４は、図３のIV−IV線における断面図である。(Connecting conductors, wiring and terminals)
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG.

図２〜図４に示す接続導体３、配線４及び端子５は、抵抗発熱体２に電力を供給するためのものであり、基体１に設けられている。配線４は、例えば、第１抵抗発熱体２Ａ及び複数の第２抵抗発熱体２Ｂに対して下層に位置する階層配線となっており、複数の給電部Ｐのいずれかと複数の端子５のいずれかとを接続している。接続導体３は、配線４と給電部Ｐとの間に介在してこれらの接続に寄与している。このような階層配線が設けられることによって、例えば、抵抗発熱体２の任意の位置（給電部）と、任意の位置に配置された端子５とを接続することが可能となっている。 The connection conductor 3, the wiring 4, and the terminal 5 shown in FIGS. 2 to 4 are for supplying electric power to the resistance heating element 2, and are provided on the substrate 1. The wiring 4 is, for example, a hierarchical wiring located in a lower layer with respect to the first resistance heating element 2A and the plurality of second resistance heating elements 2B, and is connected to any of the plurality of power feeding units P and the plurality of terminals 5. Is connected. The connecting conductor 3 is interposed between the wiring 4 and the feeding portion P and contributes to these connections. By providing such a hierarchical wiring, for example, it is possible to connect an arbitrary position (feeding unit) of the resistance heating element 2 and a terminal 5 arranged at an arbitrary position.

より具体的には、例えば、端子５は、既に述べたように、基体１の平面視における中央側の領域の一部である端子配置領域１０ｄ（図３）において、基体１の下面から基体１の外部へ露出している。そして、例えば、給電部Ｐのうち、端子配置領域１０ｄの外側に位置するもの（本実施形態ではＰ２及びＰ４）は、接続導体３及び配線４を介して端子５に接続されている。一方、端子配置領域１０ｄに位置する給電部Ｐは、例えば、配線４を介さずに端子５に直接的に接続されている。 More specifically, for example, as described above, the terminal 5 is formed from the lower surface of the substrate 1 to the substrate 1 in the terminal arrangement region 10d (FIG. 3) which is a part of the region on the central side in the plan view of the substrate 1. It is exposed to the outside of. Then, for example, among the power feeding portions P, those located outside the terminal arrangement region 10d (P2 and P4 in this embodiment) are connected to the terminal 5 via the connecting conductor 3 and the wiring 4. On the other hand, the power feeding unit P located in the terminal arrangement area 10d is directly connected to the terminal 5 without going through the wiring 4, for example.

接続導体３は、例えば、基体１の一部（図示の例では第３セラミック層１ｃ）を貫通する貫通導体を含んでいる。そして、給電部Ｐの直下に位置することによって、給電部Ｐに接続されている。なお、特に図示しないが、接続導体３は、抵抗発熱体２の延びる方向へ抵抗発熱体２の経路に沿って配列された複数の貫通導体に分割されていてもよい。このようにすることにより、例えば、接続導体３と抵抗発熱体２との導通面積を大きくしつつ、接続導体３の、抵抗発熱体２の幅方向における大きさを小さくすることができる。 The connecting conductor 3 includes, for example, a penetrating conductor penetrating a part of the substrate 1 (third ceramic layer 1c in the illustrated example). Then, it is connected to the power feeding unit P by being located directly below the power feeding unit P. Although not particularly shown, the connecting conductor 3 may be divided into a plurality of through conductors arranged along the path of the resistance heating element 2 in the extending direction of the resistance heating element 2. By doing so, for example, the size of the connecting conductor 3 in the width direction of the resistance heating element 2 can be reduced while increasing the conduction area between the connecting conductor 3 and the resistance heating element 2.

配線４は、例えば、第３セラミック層１ｃと第４セラミック層１ｄとの間に位置する導体パターンによって構成されている。すなわち、配線４は、基体１に埋設されている。配線４の寸法及び形状は適宜に設定されてよい。図示の例では、配線４は、概略、基体１の半径方向において直線状に一定の幅で延びている。 The wiring 4 is composed of, for example, a conductor pattern located between the third ceramic layer 1c and the fourth ceramic layer 1d. That is, the wiring 4 is embedded in the substrate 1. The dimensions and shape of the wiring 4 may be appropriately set. In the illustrated example, the wiring 4 extends substantially linearly with a constant width in the radial direction of the substrate 1.

複数の端子５のうち、配線４に接続されるものは、例えば、第４セラミック層１ｄを貫通する貫通導体によって構成されている。そして、この端子５は、配線４の接続導体３とは反対側の概ね端部において配線４の直下に位置することによって、配線４に接続されている。 Of the plurality of terminals 5, those connected to the wiring 4 are composed of, for example, a through conductor penetrating the fourth ceramic layer 1d. The terminal 5 is connected to the wiring 4 by being located immediately below the wiring 4 at a substantially end portion of the wiring 4 opposite to the connecting conductor 3.

複数の端子５のうち、配線４を介さずに第２抵抗発熱体２Ｂに直接に接続されるものは、例えば、第３セラミック層１ｃ及び第４セラミック層１ｄを貫通する貫通導体によって構成されている。また、第１抵抗発熱体２Ａに接続される端子５は、例えば、第２セラミック層１ｂ〜第４セラミック層１ｄを貫通する貫通導体によって構成されている。そして、これらの端子５は、抵抗発熱体２の直下に位置することによって、給電部に接続されている。なお、当該端子５において、第２セラミック層１ｂ及び／又は第３セラミック層１ｃを貫通する部分の材料及び／又は形状は、抵抗発熱体２と配線４との間に位置する接続導体３と同様とされてもよい。 Of the plurality of terminals 5, those directly connected to the second resistance heating element 2B without passing through the wiring 4 are composed of, for example, through conductors penetrating the third ceramic layer 1c and the fourth ceramic layer 1d. There is. Further, the terminal 5 connected to the first resistance heating element 2A is composed of, for example, a through conductor penetrating the second ceramic layer 1b to the fourth ceramic layer 1d. Then, these terminals 5 are connected to the feeding portion by being located directly under the resistance heating element 2. In the terminal 5, the material and / or shape of the portion penetrating the second ceramic layer 1b and / or the third ceramic layer 1c is the same as that of the connecting conductor 3 located between the resistance heating element 2 and the wiring 4. May be.

接続導体３、配線４及び端子５の材料は、適宜な導体（例えば金属）とされてよい。例えば、これらの材料は、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、プラチナ（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）又はこれらを主成分とする合金である。また、接続導体３、配線４及び端子５の材料は、前記のような金属を含む導電ペーストを焼成して得られるものであってもよい。すなわち、これら導体の材料は、ガラス粉末及び／又はセラミック粉末を含むものであってもよい。また、これらの材料は、抵抗発熱体２の材料と同一の材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。 The material of the connecting conductor 3, the wiring 4, and the terminal 5 may be an appropriate conductor (for example, metal). For example, these materials are molybdenum (Mo), tungsten (W), tantalum (Ta), platinum (Pt), indium (In), or alloys containing these as main components. Further, the materials of the connecting conductor 3, the wiring 4 and the terminal 5 may be obtained by firing a conductive paste containing a metal as described above. That is, the material of these conductors may include glass powder and / or ceramic powder. Further, these materials may be the same material as the material of the resistance heating element 2, or may be different materials.

貫通導体（接続導体３及び端子５）と層状パターン（抵抗発熱体２及び配線４）との接続部においては、材料若しくは製造工程等の観点から見て、層状パターンの上面又は下面に貫通導体が接続されていてもよいし、貫通導体の周囲に層状パターンが接続されていてもよいし、そのような区別が不可能であってもよい。本実施形態の説明においては、便宜上、いずれの場合であっても、抵抗発熱体２及び配線４の上面又は下面に接続導体３及び／又は端子５が接続されていると概念的に捉えて説明する。 In the connection portion between the through conductor (connection conductor 3 and terminal 5) and the layered pattern (resistor heating element 2 and wiring 4), the through conductor is formed on the upper surface or the lower surface of the layered pattern from the viewpoint of materials or manufacturing process. It may be connected, a layered pattern may be connected around the through conductor, or such a distinction may not be possible. In the description of the present embodiment, for convenience, in any case, the connecting conductor 3 and / or the terminal 5 is conceptually connected to the upper surface or the lower surface of the resistance heating element 2 and the wiring 4. To do.

（駆動装置）
図１に示した駆動装置５０は、例えば、電源回路及びコンピュータ等を含んで構成されており、商用電源からの電力を適宜な電圧の交流電力及び／又は直流電力に変換してヒータ１０（複数の端子５）に供給する。コンピュータは、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）及び／又はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）によって構成されている。また、コンピュータは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び外部記憶装置を備えており、ＣＰＵがＲＯＭ等に記憶されているプログラムを実行することによって、制御部等の各種の機能部が構成される。なお、所定の演算処理を行う回路を組み合わせて制御部等を構成してもよい。駆動装置５０が行う処理は、デジタル処理であってもよいし、アナログ処理であってもよい。(Drive)
The drive device 50 shown in FIG. 1 includes, for example, a power supply circuit, a computer, and the like, and converts electric power from a commercial power source into AC power and / or DC power of an appropriate voltage to generate heaters 10 (plural). It is supplied to the terminal 5) of. The computer is composed of, for example, an IC (Integrated Circuit) and / or a personal computer (PC). Further, the computer is provided with, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and an external storage device, and the CPU executes a program stored in the ROM or the like. Various functional units such as a control unit are configured by the above. The control unit or the like may be configured by combining circuits that perform predetermined arithmetic processing. The processing performed by the drive device 50 may be digital processing or analog processing.

（制御方法）
ヒータシステム１００における制御方法の概要を説明する。(Control method)
The outline of the control method in the heater system 100 will be described.

ヒータ１０は、第１抵抗発熱体２Ａと、第１抵抗発熱体２Ａに対して積層的に配置された複数の第２抵抗発熱体２Ｂとを有しているから、両者が生じる熱量の合計によって上面１０ｃを加熱することができる。このような場合において、第１抵抗発熱体２Ａと、複数の第２抵抗発熱体２Ｂとの間の役割分担は適宜に設定されてよい。 Since the heater 10 has a first resistance heating element 2A and a plurality of second resistance heating elements 2B arranged in a layered manner with respect to the first resistance heating element 2A, the total amount of heat generated by both is determined. The upper surface 10c can be heated. In such a case, the division of roles between the first resistance heating element 2A and the plurality of second resistance heating elements 2B may be appropriately set.

例えば、ヒータ本体１０ａが生じる熱量の大部分を第１抵抗発熱体２Ａによって実現しつつ、複数の第２抵抗発熱体２Ｂによって、ヒータ本体１０ａの領域Ａｒ毎に温度制御を行ってよい。複数の第２抵抗発熱体２Ｂによる局所的な温度制御は、例えば、ヒータ本体１０ａにおける温度分布を均一化したり、逆に、ヒータ本体１０ａに所望の温度勾配を生じさせたりすることに利用されてよい。なお、以下では、温度分布を均一化する場合を例にとる。 For example, while most of the amount of heat generated by the heater main body 10a is realized by the first resistance heating element 2A, the temperature may be controlled for each region Ar of the heater main body 10a by the plurality of second resistance heating elements 2B. Local temperature control by the plurality of second resistance heating elements 2B is used, for example, to make the temperature distribution in the heater body 10a uniform, or conversely to generate a desired temperature gradient in the heater body 10a. Good. In the following, the case of making the temperature distribution uniform will be taken as an example.

図５（ａ）は、上記のようなヒータシステム１００の制御方法の概要を示す概念図である。 FIG. 5A is a conceptual diagram showing an outline of the control method of the heater system 100 as described above.

図５（ａ）内の３つのグラフにおいて、横軸は、第１領域Ａｒ１〜第４領域Ａｒ４を示している。縦軸は、上面１０ｃの温度ｔｐ（℃）、又は温度ｔｐの上昇量に相当する熱量を示している。なお、便宜上、本開示の説明では、温度ｔｐの上昇量に相当する熱量も温度ｔｐによって説明する（表現の厳密性は無視する）ことがある。 In the three graphs in FIG. 5A, the horizontal axis shows the first region Ar1 to the fourth region Ar4. The vertical axis represents the temperature tp (° C.) of the upper surface 10c or the amount of heat corresponding to the amount of increase in the temperature tp. For convenience, in the description of the present disclosure, the amount of heat corresponding to the amount of increase in temperature tp may also be described by the temperature tp (the strictness of the expression is ignored).

図５（ａ）の上段左側のグラフにおいて、線Ｌ１は、第１抵抗発熱体２Ａによって実現される温度を示している。図５（ａ）の上段右側のグラフにおいて、線Ｌ２は、複数の第２抵抗発熱体２Ｂによって実現される温度上昇量を示している。図５（ａ）の下段のグラフにおいて、線Ｌ３は、第１抵抗発熱体２Ａ及び複数の第２抵抗発熱体２Ｂの双方によって実現される温度を示している。 In the graph on the upper left side of FIG. 5A, the line L1 shows the temperature realized by the first resistance heating element 2A. In the graph on the upper right side of FIG. 5A, the line L2 shows the amount of temperature rise realized by the plurality of second resistance heating elements 2B. In the lower graph of FIG. 5A, line L3 shows the temperature achieved by both the first resistance heating element 2A and the plurality of second resistance heating elements 2B.

上面１０ｃの目標温度をｔｐ０とする。図５（ａ）の上段左側のグラフに示すように、第１抵抗発熱体２Ａは、例えば、上面１０ｃの温度を概ね目標温度ｔｐ０まで上昇させる熱量を生じることに利用される。ただし、ヒータ１０の製造誤差又はヒータ１０の使用環境等の種々の事情によって、複数の領域Ａｒの温度は互いに同一とはならずにばらつく。そこで、第１抵抗発熱体２Ａには、例えば、複数の領域Ａｒのうち最も温度が高い領域（図示の例では第２領域Ａｒ２）の検出温度が目標温度ｔｐ０に到達する大きさの電力が供給される。 The target temperature of the upper surface 10c is tp0. As shown in the graph on the upper left side of FIG. 5A, the first resistance heating element 2A is used, for example, to generate a calorific value that raises the temperature of the upper surface 10c to approximately the target temperature tp0. However, the temperatures of the plurality of regions Ar do not become the same but vary due to various circumstances such as a manufacturing error of the heater 10 or the usage environment of the heater 10. Therefore, for example, power is supplied to the first resistance heating element 2A so that the detected temperature in the region having the highest temperature among the plurality of regions Ar (second region Ar2 in the illustrated example) reaches the target temperature tp0. Will be done.

一方、各第２抵抗発熱体２Ｂは、自己に対応する領域Ａｒの検出温度が目標温度ｔｐ０に収束するように電力が供給される。別の観点では、図５（ａ）の上段右側のグラフによって示すように、各第２抵抗発熱体２Ｂは、自己に対応する領域Ａｒにおいて、目標温度ｔｐ０と、第１抵抗発熱体２Ａによって実現される温度との温度差に相当する熱量を生じるように電力が供給される。 On the other hand, each second resistance heating element 2B is supplied with electric power so that the detected temperature of the region Ar corresponding to itself converges to the target temperature tp0. From another point of view, as shown by the graph on the upper right side of FIG. 5A, each second resistance heating element 2B is realized by the target temperature tp0 and the first resistance heating element 2A in the region Ar corresponding to itself. Electric power is supplied so as to generate an amount of heat corresponding to the temperature difference from the temperature to be generated.

その結果、図５（ａ）の下段のグラフに示すように、全ての領域Ａｒの温度は、目標温度ｔｐ０に収束していく。すなわち、上面１０ｃの温度分布のばらつきが低減される。 As a result, as shown in the lower graph of FIG. 5A, the temperatures of all regions Ar converge to the target temperature tp0. That is, the variation in the temperature distribution on the upper surface 10c is reduced.

第１抵抗発熱体２Ａは、目標温度ｔｐ０よりも低い仮目標温度（ここでは不図示。図１３（ａ）のｔｐ１を参照）を実現する熱量を生じるように電力が供給されてもよい。仮目標温度は、例えば、第１抵抗発熱体２Ａによる温度分布のばらつきの最大値以上の差で、目標温度ｔｐ０よりも低くされる。第１抵抗発熱体２Ａは、例えば、目標温度ｔｐ０と仮目標温度との温度差を検出温度から引いた温度が仮目標温度に収束するように制御される。このときの検出温度としては、最も温度が高い領域Ａｒの温度に代えて、上面１０ｃの平均温度を用いてもよい。 The first resistance heating element 2A may be powered so as to generate a calorific value that achieves a tentative target temperature lower than the target temperature tp0 (not shown here; see tp1 in FIG. 13A). The tentative target temperature is set lower than the target temperature tp0, for example, by a difference of not more than the maximum value of the variation in the temperature distribution due to the first resistance heating element 2A. The first resistance heating element 2A is controlled so that, for example, the temperature obtained by subtracting the temperature difference between the target temperature tp0 and the temporary target temperature from the detected temperature converges to the temporary target temperature. As the detected temperature at this time, the average temperature of the upper surface 10c may be used instead of the temperature of the region Ar having the highest temperature.

一方、各第２抵抗発熱体２Ｂは、上記と同様に、自己に対応する領域Ａｒの検出温度が目標温度ｔｐ０に収束するように電力が供給される。これにより、第２抵抗発熱体２Ｂは、仮目標温度からこれよりも高い目標温度ｔｐ０まで領域Ａｒの温度を上昇させるための熱量を生じる。 On the other hand, each second resistance heating element 2B is supplied with electric power so that the detected temperature of the region Ar corresponding to itself converges to the target temperature tp0, as described above. As a result, the second resistance heating element 2B generates a calorific value for raising the temperature of the region Ar from the provisional target temperature to a target temperature tp0 higher than this.

第１抵抗発熱体２Ａによって、最も温度が高い領域Ａｒの検出温度を目標温度ｔｐ０に収束させる場合、目標温度ｔｐ０に対して第１抵抗発熱体２Ａによる温度分布のばらつきが非現実的に大きくない限り、全ての領域Ａｒの温度は、目標温度ｔｐ０に近くなる。すなわち、複数の第２抵抗発熱体２Ｂのいずれの発熱量も小さくなる。従って、第１抵抗発熱体２Ａに供給される電力は、複数の第２抵抗発熱体２Ｂに供給される電力の合計よりも大きくなる。 When the detection temperature of the region Ar having the highest temperature is converged to the target temperature tp0 by the first resistance heating element 2A, the variation in the temperature distribution by the first resistance heating element 2A is not unrealistically large with respect to the target temperature tp0. As long as the temperature of all regions Ar is close to the target temperature tp0. That is, the calorific value of any of the plurality of second resistance heating elements 2B becomes small. Therefore, the electric power supplied to the first resistance heating element 2A is larger than the total electric power supplied to the plurality of second resistance heating elements 2B.

また、目標温度ｔｐ０よりも低い仮目標温度を実現する熱量を第１抵抗発熱体２Ａによって生じる場合、仮目標温度の設定によって、第１抵抗発熱体２Ａに供給される電力と、複数の第２抵抗発熱体２Ｂに供給される電力の合計との相対関係を適宜に設定できる。ただし、この場合も、例えば、第１抵抗発熱体２Ａに供給される電力が、複数の第２抵抗発熱体２Ｂに供給される電力の合計よりも大きくなるように仮目標温度が設定される。 Further, when the first resistance heating element 2A generates a calorific value for realizing a provisional target temperature lower than the target temperature tp0, the power supplied to the first resistance heating element 2A and a plurality of second ones are generated by setting the provisional target temperature. The relative relationship with the total power supplied to the resistance heating element 2B can be appropriately set. However, also in this case, for example, the provisional target temperature is set so that the electric power supplied to the first resistance heating element 2A is larger than the total of the electric power supplied to the plurality of second resistance heating elements 2B.

例えば、仮目標温度は、基準温度からの上昇量が前記基準温度から目標温度ｔｐ０（℃）までの上昇量の５０％以上又は９０％以上である。基準温度は、例えば、常温（例えば日本工業規格が定義する常温２０℃±１５℃の中央値である２０°とする。）である。一例として、目標温度ｔｐ０は６５０℃であり、仮目標温度は６２０℃である。 For example, the provisional target temperature is such that the amount of increase from the reference temperature is 50% or more or 90% or more of the amount of increase from the reference temperature to the target temperature tp0 (° C.). The reference temperature is, for example, normal temperature (for example, 20 °, which is the median value of normal temperature of 20 ° C. ± 15 ° C. defined by Japanese Industrial Standards). As an example, the target temperature tp0 is 650 ° C, and the tentative target temperature is 620 ° C.

図５（ｂ）は、温度のフィードバック制御の応答性について、第１抵抗発熱体２Ａによる制御と、複数の第２抵抗発熱体２Ｂによる制御との関係を説明するための模式図である。 FIG. 5B is a schematic diagram for explaining the relationship between the control by the first resistance heating element 2A and the control by the plurality of second resistance heating elements 2B with respect to the responsiveness of the temperature feedback control.

この図において、横軸は時間を示している。縦軸は温度を示している。線Ｌ６は、第１抵抗発熱体２Ａ及び複数の第２抵抗発熱体２Ｂによって所定の領域Ａｒ（例えば最も温度が高い領域Ａｒ）の温度をフィードバック制御したと仮定したときの温度の経時変化を示している。線Ｌ５は、線Ｌ６の温度の経時変化が得られた場合における、上記の所定の領域Ａｒにおいて第１抵抗発熱体２Ａが生じた熱量に相当する温度の経時変化を示している。従って、線Ｌ５と線Ｌ６との差は、上記所定の領域Ａｒの第２抵抗発熱体２Ｂが生じた熱量に相当する温度の経時変化を示している。 In this figure, the horizontal axis represents time. The vertical axis shows the temperature. The line L6 shows the time course of the temperature when it is assumed that the temperature of the predetermined region Ar (for example, the region Ar having the highest temperature) is feedback-controlled by the first resistance heating element 2A and the plurality of second resistance heating elements 2B. ing. The line L5 shows the time change of the temperature corresponding to the amount of heat generated by the first resistance heating element 2A in the above-mentioned predetermined region Ar when the time change of the temperature of the line L6 is obtained. Therefore, the difference between the line L5 and the line L6 indicates a change over time in the temperature corresponding to the amount of heat generated by the second resistance heating element 2B in the predetermined region Ar.

この図に示されているように、例えば、複数の第２抵抗発熱体２Ｂによる温度のフィードバック制御は、第１抵抗発熱体２Ａによる温度のフィードバック制御よりも応答性が高くなっている。これにより、例えば、２種の抵抗発熱体２の熱量の合計によって実現される温度は、目標温度ｔｐ０に収束しやすくなっている。換言すれば、２種の制御が相互に干渉して検出温度が発散してしまうおそれが低減されている。 As shown in this figure, for example, the temperature feedback control by the plurality of second resistance heating elements 2B is more responsive than the temperature feedback control by the first resistance heating element 2A. As a result, for example, the temperature realized by the total amount of heat of the two types of resistance heating elements 2 tends to converge to the target temperature tp0. In other words, the risk that the two types of control will interfere with each other and the detected temperature will diverge is reduced.

なお、応答性は、例えば、検出値を目標値に復帰させる速さである。従って、例えば、検出値が目標値からずれたときに、検出値が目標値（又は目標値を中心とする所定範囲）に復帰するまでの時間が短いほど応答性が高い。また、ここでいう応答性は、検出値の目標値に対する振動が小さくなる速さ（オーバーシュートの大きさ等）は問題としていない。 The responsiveness is, for example, the speed at which the detected value is returned to the target value. Therefore, for example, when the detected value deviates from the target value, the shorter the time until the detected value returns to the target value (or a predetermined range centered on the target value), the higher the responsiveness. Further, the responsiveness referred to here does not matter the speed at which the vibration of the detected value with respect to the target value becomes small (the size of the overshoot, etc.).

両者の応答性の相違は、適宜に実現されてよい。例えば、複数の第２抵抗発熱体２Ｂの制御は、第１抵抗発熱体２Ａの制御に対して、比例ゲインが大きくされたり、フィードバック制御を行う周期が短くされたりしてよい。すなわち、両制御は、パラメータが互いに異なるものとされてよい。また、例えば、第１抵抗発熱体２Ａの制御が積分制御又はファジィ制御とされる一方で、第２抵抗発熱体の制御が比例制御、ＰＤ（ProportionalDifferential）制御、ＰＩ（Proportional Integral）制御又はＰＩＤ制御とされるなどしてもよい。すなわち、両制御は、制御方式が互いに異なるものとされてもよい。 The difference in responsiveness between the two may be realized as appropriate. For example, in the control of the plurality of second resistance heating elements 2B, the proportional gain may be increased or the cycle of feedback control may be shortened with respect to the control of the first resistance heating element 2A. That is, both controls may have different parameters. Further, for example, while the control of the first resistance heating element 2A is integrated control or fuzzy control, the control of the second resistance heating element is proportional control, PD (ProportionalDifferential) control, PI (Proportional Integral) control or PID control. It may be said that. That is, both controls may have different control methods.

（駆動装置の具体的な構成）
図６は、ヒータシステム１００における信号処理系の構成を機能的観点から示すブロック図の一例である。(Specific configuration of drive unit)
FIG. 6 is an example of a block diagram showing the configuration of the signal processing system in the heater system 100 from a functional point of view.

ヒータシステム１００は、既述のように、ヒータ１０及び駆動装置５０を有している。駆動装置５０は、ヒータ１０に電力を供給する、第１駆動部１０１、第２駆動部１０３及び第３駆動部１０５を有している。また、駆動装置５０は、ヒータ１０の温度を検出する温度計測部１０７と、上記駆動部（１０１、１０３及び１０５）の動作を制御する制御部１０９とを有している。 As described above, the heater system 100 includes a heater 10 and a driving device 50. The drive device 50 includes a first drive unit 101, a second drive unit 103, and a third drive unit 105 that supply electric power to the heater 10. Further, the drive device 50 includes a temperature measurement unit 107 that detects the temperature of the heater 10 and a control unit 109 that controls the operation of the drive units (101, 103, 105).

第１駆動部１０１は、第１抵抗発熱体２Ａに電力を供給する。第２駆動部１０３は、複数の第２抵抗発熱体２Ｂに個別に電力を供給する。第３駆動部１０５は、複数の第２抵抗発熱体２Ｂ全体に共通に電力を供給する。 The first drive unit 101 supplies electric power to the first resistance heating element 2A. The second drive unit 103 individually supplies electric power to the plurality of second resistance heating elements 2B. The third drive unit 105 commonly supplies electric power to the entire plurality of second resistance heating elements 2B.

また、第１駆動部１０１は、温度計測部１０７の検出した温度に基づいて第１抵抗発熱体２Ａに供給する電力のフィードバック制御を行う。同様に、第２駆動部１０３は、温度計測部１０７の検出した温度に基づいて第２抵抗発熱体２Ｂに個別に供給する電力のフィードバック制御を行う。 Further, the first drive unit 101 performs feedback control of the electric power supplied to the first resistance heating element 2A based on the temperature detected by the temperature measurement unit 107. Similarly, the second drive unit 103 performs feedback control of the electric power individually supplied to the second resistance heating element 2B based on the temperature detected by the temperature measurement unit 107.

このような種々の機能部（１０１、１０３、１０５、１０７及び１０９）を実現するハードウェア構成は、適宜なものとされてよい。また、種々の機能部は、互いに一部又は全部が同一のハードウェア（例えば同一のＩＣ又は同一のＰＣ）に構築されていてもよい。また、各機能部は、さらに下位概念の複数の機能部を有しており、その下位概念の複数の機能部の一部は、上位の機能部（１０１、１０３、１０５、１０７及び１０９）同士で共用されていてもよい。 The hardware configuration for realizing such various functional units (101, 103, 105, 107 and 109) may be appropriate. Further, the various functional units may be partially or wholly constructed on the same hardware (for example, the same IC or the same PC). Further, each functional unit further has a plurality of functional units of the subordinate concept, and some of the plurality of functional units of the subordinate concept are higher functional units (101, 103, 105, 107, 109). May be shared by.

（電力供給に係るハードウェア構成）
図７は、図６に示した種々の機能部のうち主として電力供給に係る部分について、ハードウェア構成の一例を示す回路図である。(Hardware configuration related to power supply)
FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a hardware configuration for a portion mainly related to power supply among the various functional units shown in FIG.

（第１駆動部）
第１駆動部１０１は、例えば、電源回路及びコンピュータ（例えばＩＣ）を含んで構成されている。そして、第１駆動部１０１は、商用電源１１１（又は不図示の電源回路）から供給された電力を適宜な電圧の直流電力又は交流電力に変換し、その電力を第１抵抗発熱体２Ａ（その両端の給電部）に供給する。(1st drive unit)
The first drive unit 101 includes, for example, a power supply circuit and a computer (for example, an IC). Then, the first drive unit 101 converts the power supplied from the commercial power supply 111 (or a power supply circuit (not shown) into DC power or AC power having an appropriate voltage, and converts the power into the first resistance heating element 2A (its). Supply to the power supply units at both ends).

商用電源１１１から供給される電力は、例えば、５０Ｈｚ以上６０Ｈｚ以下の周波数及び２００Ｖの電圧を有する交流電力である。第１駆動部１０１が第１抵抗発熱体２Ａに供給する電力が交流電力である場合において、当該交流電力の周波数は、商用電源１１１の周波数に対して、低くてもよいし、同等であってもよいし、高くてもよい。 The power supplied from the commercial power supply 111 is, for example, AC power having a frequency of 50 Hz or more and 60 Hz or less and a voltage of 200 V. When the power supplied by the first drive unit 101 to the first resistance heating element 2A is AC power, the frequency of the AC power may be lower than or equal to the frequency of the commercial power supply 111. It may be expensive or expensive.

第１駆動部１０１が行う制御は、例えば、既述のように、ヒータ本体１０ａの実際の温度（検出温度）に基づくフィードバック制御である。ただし、第１駆動部１０１が行う制御は、フィードバックを行わないオープン制御であってもよい。領域Ａｒの温度は、第２抵抗発熱体２Ｂの発熱によっても制御されるからである。なお、第２駆動部１０３による温度のフィードバック制御が、第１駆動部１０１による温度の制御よりも応答性が高いという場合、第１駆動部１０１においてオープン制御が行われている態様を含むものとする。 The control performed by the first drive unit 101 is, for example, feedback control based on the actual temperature (detection temperature) of the heater main body 10a as described above. However, the control performed by the first drive unit 101 may be open control without feedback. This is because the temperature of the region Ar is also controlled by the heat generated by the second resistance heating element 2B. When the temperature feedback control by the second drive unit 103 is more responsive than the temperature control by the first drive unit 101, it is assumed that the open control is performed in the first drive unit 101.

第１駆動部１０１が行うフィードバック制御の方式は、公知の適宜なものとされてよい。例えば、制御は、比例制御であってもよいし、ＰＤ制御であってもよいし、ＰＩ制御であってもよいし、ＰＩＤ制御であってもよいし、積分制御であってもよい。また、例えば、制御は、検出値が目標値に到達していないときは電力を供給し、到達したときは電力供給を停止するオン・オフ制御であってもよい。制御方式として、積分制御を採用した場合においては、例えば、第２抵抗発熱体２Ｂによる温度制御に対して応答性を低くすることが容易である。 The feedback control method performed by the first drive unit 101 may be any known and appropriate method. For example, the control may be proportional control, PD control, PI control, PID control, or integral control. Further, for example, the control may be an on / off control in which power is supplied when the detected value does not reach the target value and the power supply is stopped when the detected value reaches the target value. When integral control is adopted as the control method, it is easy to reduce the responsiveness to temperature control by the second resistance heating element 2B, for example.

第１駆動部１０１による電力の増減は、適宜な方法でなされてよい。例えば、電力は、いわゆるチョッパ制御によって増減されてよい。チョッパ制御は、電力供給のオン・オフを比較的短い周期（通常は一定の周期）で繰り返し、デューティー（オンの期間が周期に占める割合）を変化させることによって電力の実効値を変化させる。また、例えば、電力は、変圧器によって電圧を変化させることによって増減されてもよい。 The increase / decrease in electric power by the first drive unit 101 may be performed by an appropriate method. For example, the power may be increased or decreased by so-called chopper control. In the chopper control, the on / off of the power supply is repeated in a relatively short cycle (usually a constant cycle), and the effective value of the power is changed by changing the duty (the ratio of the on period to the cycle). Further, for example, electric power may be increased or decreased by changing the voltage by a transformer.

（第２駆動部）
第２駆動部１０３は、例えば、第１駆動部１０１と同様に、商用電源１１１（又は不図示の電源回路）から供給された電力を適宜な電圧の直流電力又は交流電力に変換し、その電力を複数の第２抵抗発熱体２Ｂに供給する。(2nd drive unit)
Like the first drive unit 101, the second drive unit 103 converts the power supplied from the commercial power supply 111 (or a power supply circuit (not shown) into an appropriate voltage of DC power or AC power, and the power thereof. Is supplied to a plurality of second resistance heating elements 2B.

本実施形態の説明では、第２駆動部１０３が交流電力を第２抵抗発熱体２Ｂに供給する場合を例にとる。この交流電力の周波数は、適宜に設定されてよい。例えば、当該交流電力の周波数は、商用電源１１１の周波数、又は第１駆動部１０１が交流電力を出力する場合における当該交流電力の周波数に対して、低くてもよいし、同等であってもよいし、高くてもよい。商用電源１１１の周波数と同等の場合、例えば、周波数を変換する必要がないから、第２駆動部１０３の構成を簡素にすることができ、また、周波数の変換に伴う電力の損失も生じない。 In the description of this embodiment, the case where the second drive unit 103 supplies AC power to the second resistance heating element 2B is taken as an example. The frequency of this AC power may be appropriately set. For example, the frequency of the AC power may be lower or the same as the frequency of the commercial power supply 111 or the frequency of the AC power when the first drive unit 101 outputs the AC power. It may be expensive. When the frequency is equivalent to that of the commercial power supply 111, for example, since it is not necessary to convert the frequency, the configuration of the second drive unit 103 can be simplified, and the power loss due to the frequency conversion does not occur.

第２駆動部１０３は、例えば、第２抵抗発熱体２Ｂ毎に、コンデンサ１１３、トランス１１５及びサイリスタ１１７を有している。また、第２駆動部１０３は、サイリスタ１１７の動作を制御する駆動制御部１１９を有している。 The second drive unit 103 has, for example, a capacitor 113, a transformer 115, and a thyristor 117 for each second resistance heating element 2B. Further, the second drive unit 103 has a drive control unit 119 that controls the operation of the thyristor 117.

コンデンサ１１３、トランス１１５及びサイリスタ１１７は、商用電源１１１と第２抵抗発熱体２Ｂとの間に介在している。なお、図７では、便宜上、第２抵抗発熱体２Ｂｄに対応するサイリスタ１１７のみ、商用電源１１１との接続を示しているが、他の第２抵抗発熱体２Ｂに対応するサイリスタ１１７の商用電源１１１との接続も同様である。 The capacitor 113, the transformer 115 and the thyristor 117 are interposed between the commercial power supply 111 and the second resistance heating element 2B. In FIG. 7, for convenience, only the thyristor 117 corresponding to the second resistance heating element 2Bd is connected to the commercial power supply 111, but the commercial power supply 111 of the thyristor 117 corresponding to the other second resistance heating element 2B is shown. The connection with is the same.

コンデンサ１１３は、第２抵抗発熱体２Ｂと商用電源１１１（より詳細にはトランス１１５）との間に直列接続されている。このようなコンデンサ１１３が設けられていることにより、例えば、トランス１１５からの交流電力を第２抵抗発熱体２Ｂへ流す一方で、意図していない直流成分が第２抵抗発熱体２Ｂ又はトランス１１５へ流れるおそれを低減できる。コンデンサ１１３の構造及び材料は公知の種々のものとされてよく、また、キャパシタンス（インピーダンス）は適宜に設定されてよい。 The capacitor 113 is connected in series between the second resistance heating element 2B and the commercial power supply 111 (more specifically, the transformer 115). By providing such a capacitor 113, for example, while the AC power from the transformer 115 flows to the second resistance heating element 2B, an unintended DC component is sent to the second resistance heating element 2B or the transformer 115. The risk of flow can be reduced. The structure and material of the capacitor 113 may be of various known structures, and the capacitance (impedance) may be appropriately set.

トランス１１５は、例えば、絶縁トランスによって構成されており、商用電源１１１と第２抵抗発熱体２Ｂとの間に介在している。このようなトランス１１５が設けられていることによって、例えば、第２抵抗発熱体２Ｂに供給する交流電力の周波数よりも高い周波数の成分（ノイズ）が第２抵抗発熱体２Ｂへ流れるおそれを低減できる。 The transformer 115 is composed of, for example, an isolation transformer, and is interposed between the commercial power supply 111 and the second resistance heating element 2B. By providing such a transformer 115, for example, it is possible to reduce the possibility that a component (noise) having a frequency higher than the frequency of the AC power supplied to the second resistance heating element 2B flows to the second resistance heating element 2B. ..

トランス１１５（絶縁トランス）は、一次側（コイル）と二次側（コイル）とが絶縁されている。トランス１１５は、単に一次側と二次側とが絶縁されているだけでなく、シールドが配置されるなどして一次側と二次側とのアイソレーションが向上するように構成されていてもよい（狭義の絶縁トランスであってもよい。）。トランス１１５の構造及び材料等は公知の種々のものと同様とされてよい。 In the transformer 115 (isolation transformer), the primary side (coil) and the secondary side (coil) are insulated. The transformer 115 may be configured not only to insulate the primary side and the secondary side, but also to improve the isolation between the primary side and the secondary side by arranging a shield or the like. (It may be an isolation transformer in a narrow sense.) The structure and materials of the transformer 115 may be the same as those of various known ones.

トランス１１５は、本実施形態では、変圧比が変更不可能なものであり、変圧比は一定である。又は、トランス１１５は、変圧比を変更可能であってもよいが、本実施形態では、第２駆動部１０３は、ヒータ本体１０ａの温度を目標温度に追従させるようにトランス１１５の変圧比を変更することはしない。すなわち、トランス１１５の変圧比は、ヒータ１０の温度に関わらず一定である。ただし、温度に関わらず一定とは言っても、温度変化に伴う誤差の変動が生じ得ることは当然である。 In the present embodiment, the transformer 115 has an immutable transformation ratio, and the transformation ratio is constant. Alternatively, the transformer 115 may be capable of changing the transformation ratio, but in the present embodiment, the second drive unit 103 changes the transformation ratio of the transformer 115 so that the temperature of the heater main body 10a follows the target temperature. I don't do it. That is, the transformation ratio of the transformer 115 is constant regardless of the temperature of the heater 10. However, although it is constant regardless of the temperature, it is natural that the error may fluctuate due to the temperature change.

トランス１１５の変圧比は、１未満であってもよいし、１であってもよいし、１超であってもよい。その他のパラメータ（例えばインダクタンス（インピーダンス））も適宜に設定されてよい。 The transformer ratio of the transformer 115 may be less than 1, may be 1, or may be more than 1. Other parameters (for example, inductance (impedance)) may be set as appropriate.

サイリスタ１１７は、商用電源１１１から第２抵抗発熱体２Ｂ（より詳細にはトランス１１５）へ供給される電力をチョッパ制御によって増減することに利用される。サイリスタ１１７は、例えば、逆阻止３端子サイリスタ（狭義のサイリスタ）、逆導通サイリスタ、又は双方向サイリスタ（トライアック）によって構成されている。なお、このように、本開示において、サイリスタの語は、特に断りがない限りは広義に用いられる。これらの種々のサイリスタの構造及び材料は公知の種々のものとされてよい。 The thyristor 117 is used to increase or decrease the electric power supplied from the commercial power source 111 to the second resistance heating element 2B (more specifically, the transformer 115) by chopper control. The thyristor 117 is composed of, for example, a reverse blocking 3-terminal thyristor (a thyristor in a narrow sense), a reverse conduction thyristor, or a bidirectional thyristor (triac). As described above, in the present disclosure, the term thyristor is used in a broad sense unless otherwise specified. The structures and materials of these various thyristors may be of various known ones.

逆阻止３端子サイリスタは、一方向（第１方向とする。）の電流（例えば、交流の正及び負の一方、又は直流）のみを流すことが可能であり、第１方向の電流の流れを許容又は禁止可能である（逆方向の電流は常に禁止される。）。具体的には、逆阻止３端子サイリスタは、第１方向の電圧が印加されているときは、基本的に電流（第１方向）の流れを禁止し、オン操作がなされると電流（第１方向）の流れを許容する。その後、逆阻止３端子サイリスタは、オン操作が停止されても、第１方向の電圧の印加が継続されている間は、電流（第１方向）の流れを許容した状態を維持する。換言すれば、第１方向の電圧印加が停止されると（例えば交流電圧の正負が反転すると）、再度、第１方向の電流の流れは禁止された状態となる。 The reverse blocking 3-terminal thyristor can flow only current in one direction (referred to as the first direction) (for example, one of positive and negative alternating current, or direct current), and can flow the current in the first direction. Allowable or prohibited (reverse current is always prohibited). Specifically, the reverse blocking 3-terminal thyristor basically prohibits the flow of the current (first direction) when the voltage in the first direction is applied, and the current (first) when the on operation is performed. Allows flow in the direction). After that, the reverse blocking 3-terminal thyristor maintains a state in which the flow of current (first direction) is allowed as long as the application of the voltage in the first direction is continued even if the on operation is stopped. In other words, when the voltage application in the first direction is stopped (for example, when the positive / negative of the AC voltage is reversed), the current flow in the first direction is prohibited again.

逆導通サイリスタは、二方向の電流（交流）を流すことが可能であり、二方向のうち一方（第１方向とする。）の電流の流れを許容又は禁止可能である（二方向のうち他方の電流は常に許容される）。そして、逆導通サイリスタは、第１方向の電圧が印加されているときは、基本的に電流（第１方向）の流れを禁止し、オン操作がなされると電流（第１方向）の流れを許容する。その後、逆導通サイリスタは、オン操作が停止されても、第１方向の電圧の印加が継続されている間は、電流（第１方向）の流れを許容した状態を維持する。換言すれば、第１方向の電圧印加が停止されると（例えば交流電圧の正負が反転すると）、再度、第１方向の電流の流れは禁止された状態となる。 The reverse conduction thyristor can flow a current (alternating current) in two directions, and can allow or prohibit a current flow in one of the two directions (the first direction) (the other of the two directions). Current is always acceptable). Then, the reverse conduction thyristor basically prohibits the flow of current (first direction) when the voltage in the first direction is applied, and causes the flow of current (first direction) when the ON operation is performed. Tolerate. After that, the reverse conduction thyristor maintains a state in which the current (first direction) is allowed to flow as long as the application of the voltage in the first direction is continued even if the on operation is stopped. In other words, when the voltage application in the first direction is stopped (for example, when the positive / negative of the AC voltage is reversed), the current flow in the first direction is prohibited again.

双方向サイリスタは、２方向の電流（交流）を流すことが可能であり、二方向の電流それぞれの流れを許容又は禁止可能である。本実施形態では、サイリスタ１１７として、双方向サイリスタを例に取る。双方向サイリスタの具体的な動作については後述する。 The bidirectional thyristor can pass a current (alternating current) in two directions, and can allow or prohibit the current flow in each of the two directions. In the present embodiment, a bidirectional thyristor is taken as an example of the thyristor 117. The specific operation of the bidirectional thyristor will be described later.

駆動制御部１１９は、例えば、コンピュータ１２１によって構成されている。コンピュータ１２１は、例えば、ＩＣ及びＰＣの組み合わせによって構成されている。このコンピュータ１２１は、例えば、駆動制御部１１９だけでなく、制御部１０９も構成している。 The drive control unit 119 is composed of, for example, a computer 121. The computer 121 is composed of, for example, a combination of an IC and a PC. The computer 121 constitutes, for example, not only the drive control unit 119 but also the control unit 109.

駆動制御部１１９は、例えば、領域Ａｒ毎に、領域Ａｒの実際の温度（検出温度）が目標温度ｔｐ０収束するようにサイリスタ１１７（別の観点ではサイリスタ１１７から第２抵抗発熱体２Ｂへ供給される電力）を制御する。このフィードバック制御の方式は、第１駆動部１０１の制御と同様に、公知の適宜なものとされてよい。例えば、比例制御、ＰＤ制御、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御又はオン・オフ制御が用いられてよい。なお、制御方式として、ＰＩＤ制御を採用した場合においては、例えば、オーバーシュート及び定常偏差等を低減し、高精度に温度制御を行うことができる。 The drive control unit 119 is supplied to the thyristor 117 (from another viewpoint, the thyristor 117 to the second resistance heating element 2B) so that the actual temperature (detection temperature) of the region Ar converges to the target temperature tp0 for each region Ar, for example. Power) is controlled. The method of this feedback control may be a known appropriate method as in the control of the first drive unit 101. For example, proportional control, PD control, PI control, PID control or on / off control may be used. When PID control is adopted as the control method, for example, overshoot and steady-state deviation can be reduced, and temperature control can be performed with high accuracy.

（第３駆動部）
第３駆動部１０５は、本実施形態では、主として、複数の第２抵抗発熱体２Ｂをサーミスタとして利用するときに複数の第２抵抗発熱体２Ｂに電力を供給する。第３駆動部１０５は、例えば、直流電源１２３と、直流電源１２３から複数の第２抵抗発熱体２Ｂ全体への電力の供給及び停止を制御するスイッチ１２５とを有している。(3rd drive unit)
In the present embodiment, the third drive unit 105 mainly supplies electric power to the plurality of second resistance heating elements 2B when the plurality of second resistance heating elements 2B are used as the thermistors. The third drive unit 105 has, for example, a DC power supply 123 and a switch 125 that controls supply and stop of electric power from the DC power supply 123 to the entire second resistance heating element 2B.

直流電源１２３は、例えば、特に図示しないが、商用電源１１１から供給された交流電力を直流電力に変換して複数の第２抵抗発熱体２Ｂに供給する。また、直流電源１２３は、特に図示しないが、定電流回路を含んで構成されている。従って、温度変化によって複数の第２抵抗発熱体２Ｂの抵抗値が変化すると、複数の第２抵抗発熱体２Ｂにおいては、電流は基本的に変化せず、電圧が変化する。すなわち、温度変化は、複数の第２抵抗発熱体２Ｂにおける電圧に現れる。なお、直流電源１２３において、商用電源１１１からの交流電力を直流電力へ変換するための回路及び定電流回路の構成は、公知の種々のものと同様とされてよい。 Although not particularly shown, the DC power supply 123 converts the AC power supplied from the commercial power supply 111 into DC power and supplies it to the plurality of second resistance heating elements 2B. Further, although not particularly shown, the DC power supply 123 is configured to include a constant current circuit. Therefore, when the resistance values of the plurality of second resistance heating elements 2B change due to the temperature change, the current basically does not change and the voltage changes in the plurality of second resistance heating elements 2B. That is, the temperature change appears in the voltage in the plurality of second resistance heating elements 2B. In the DC power supply 123, the configurations of the circuit for converting the AC power from the commercial power supply 111 into the DC power and the constant current circuit may be the same as those of various known ones.

スイッチ１２５は、例えば、入力された制御信号に応じて、直流電源１２３から複数の第２抵抗発熱体２Ｂ全体への電力の供給を許容又は停止する。これにより、任意の時期に直流電源１２３から第２抵抗発熱体２Ｂに電力を供給することができる。例えば、後に詳述するように、第２駆動部１０３から複数の第２抵抗発熱体２Ｂに電力が供給されていない時期に、直流電源１２３から複数の第２抵抗発熱体２Ｂに電力を供給することができる。その結果、例えば、直流電源１２３から第２抵抗発熱体２Ｂへ供給される電力のみに基づいて、抵抗発熱体２Ｂの抵抗値（温度）を検出することができる。スイッチ１２５は、トランジスタ等の公知の種々のスイッチによって構成されてよい。 The switch 125 allows or stops the supply of electric power from the DC power supply 123 to the entire plurality of second resistance heating elements 2B in response to the input control signal, for example. As a result, electric power can be supplied from the DC power supply 123 to the second resistance heating element 2B at an arbitrary time. For example, as will be described in detail later, power is supplied from the DC power supply 123 to the plurality of second resistance heating elements 2B when the power is not supplied from the second drive unit 103 to the plurality of second resistance heating elements 2B. be able to. As a result, for example, the resistance value (temperature) of the resistance heating element 2B can be detected based only on the power supplied from the DC power supply 123 to the second resistance heating element 2B. The switch 125 may be composed of various known switches such as transistors.

（補助抵抗）
第３駆動部１０５から複数の第２抵抗発熱体２Ｂへの電力供給に関しては、複数の第２抵抗発熱体２Ｂに対して補助抵抗１２７が直列に接続されている。(Auxiliary resistance)
Regarding the power supply from the third drive unit 105 to the plurality of second resistance heating elements 2B, auxiliary resistors 127 are connected in series to the plurality of second resistance heating elements 2B.

この補助抵抗１２７は、例えば、第３駆動部１０５から複数の第２抵抗発熱体２Ｂに供給されている電力の確認に利用されるものであり、広義のシャントである。補助抵抗１２７は、例えば、温度変化に対する抵抗値の変化が比較的（例えば第２抵抗発熱体２Ｂの材料に比較して）小さい材料によって構成されている。及び／又は、補助抵抗１２７は、温度変化が小さい環境下に配置されている。従って、例えば、温度変化の影響を基本的に受けることなく、第３駆動部１０５から供給される電流の大きさが補助抵抗１２７における電圧の大きさに反映される。 The auxiliary resistor 127 is used, for example, for checking the electric power supplied from the third drive unit 105 to the plurality of second resistance heating elements 2B, and is a shunt in a broad sense. The auxiliary resistor 127 is made of, for example, a material having a relatively small change in resistance value with respect to a temperature change (for example, as compared with the material of the second resistance heating element 2B). And / or, the auxiliary resistor 127 is arranged in an environment where the temperature change is small. Therefore, for example, the magnitude of the current supplied from the third drive unit 105 is reflected in the magnitude of the voltage in the auxiliary resistor 127 without being affected by the temperature change.

なお、補助抵抗１２７の抵抗値は、複数の第２抵抗発熱体２Ｂの抵抗値よりも小さく設定されている。例えば、補助抵抗１２７の抵抗値は、複数の第２抵抗発熱体２Ｂ全体の抵抗値の１／１０００以下である。これにより、補助抵抗１２７が複数の第２抵抗発熱体２Ｂの発熱に及ぼす影響は小さくされている。 The resistance value of the auxiliary resistor 127 is set to be smaller than the resistance value of the plurality of second resistance heating elements 2B. For example, the resistance value of the auxiliary resistor 127 is 1/1000 or less of the resistance value of the entire plurality of second resistance heating elements 2B. As a result, the influence of the auxiliary resistor 127 on the heat generation of the plurality of second resistance heating elements 2B is reduced.

補助抵抗１２７は、駆動装置５０に設けられていてもよいし、ヒータ１０に設けられていてもよい。駆動装置５０に設けられている場合においては、例えば、ヒータ１０の温度が補助抵抗１２７に及ぼす影響を低減できる。また、ヒータ１０の構成を簡素にすることができる。補助抵抗１２７は、第３駆動部１０５又は温度計測部１０７の一部として捉えられてもよい。 The auxiliary resistor 127 may be provided in the drive device 50 or in the heater 10. When the drive device 50 is provided, for example, the influence of the temperature of the heater 10 on the auxiliary resistor 127 can be reduced. Moreover, the configuration of the heater 10 can be simplified. The auxiliary resistor 127 may be regarded as a part of the third drive unit 105 or the temperature measurement unit 107.

（温度計測に係るハードウェア構成）
図８は、図６に示した種々の機能部のうち主として温度計測に係る部分について、ハードウェア構成の観点から詳細を示す回路図である。(Hardware configuration related to temperature measurement)
FIG. 8 is a circuit diagram showing details of the parts mainly related to temperature measurement among the various functional parts shown in FIG. 6 from the viewpoint of hardware configuration.

（温度計測部）
温度計測部１０７は、例えば、第２抵抗発熱体２Ｂ毎に、差動アンプ１２９を有している。各差動アンプ１２９は、自己に対応する第２抵抗発熱体２Ｂの両側の給電部Ｐに接続されており、その２つの給電部Ｐの電位差に応じた信号強度（例えば電圧）の信号を制御部１０９（コンピュータ１２１）に出力する。これにより、既述の説明から理解されるように、第２抵抗発熱体２Ｂの温度が測定される。(Temperature measurement unit)
The temperature measuring unit 107 has, for example, a differential amplifier 129 for each second resistance heating element 2B. Each differential amplifier 129 is connected to the feeding portions P on both sides of the second resistance heating element 2B corresponding to itself, and controls a signal of signal strength (for example, voltage) according to the potential difference between the two feeding portions P. Output to unit 109 (computer 121). As a result, as understood from the above description, the temperature of the second resistance heating element 2B is measured.

また、温度計測部１０７は、補助抵抗１２７に対しても差動アンプ１２９を有している。当該差動アンプ１２９は、補助抵抗１２７の両側に接続されており、補助抵抗１２７の両側の電位差に応じた信号強度の信号を制御部１０９（コンピュータ１２１）に出力する。これにより、既述の説明から理解されるように、第３駆動部１０５によって所定の電流が複数の第２抵抗発熱体２Ｂに供給されているか否かが確認される。 Further, the temperature measuring unit 107 also has a differential amplifier 129 with respect to the auxiliary resistor 127. The differential amplifier 129 is connected to both sides of the auxiliary resistor 127, and outputs a signal of signal strength corresponding to the potential difference on both sides of the auxiliary resistor 127 to the control unit 109 (computer 121). Thereby, as understood from the above description, it is confirmed whether or not a predetermined current is supplied to the plurality of second resistance heating elements 2B by the third drive unit 105.

なお、特に図示しないが、温度計測部１０７の素子（例えば差動アンプ１２９）を保護したり、温度計測部１０７の素子が抵抗発熱体２に供給される電力に及ぼす影響を低減したりするために、分圧及び／又は分流のための素子及び／又は経路が適宜に設けられてよい。また、温度計測部１０７に入力される信号又は温度計測部１０７から出力される信号からノイズを除去するフィルタが設けられてもよい。 Although not particularly shown, in order to protect the element of the temperature measuring unit 107 (for example, the differential amplifier 129) and to reduce the influence of the element of the temperature measuring unit 107 on the electric power supplied to the resistance heating element 2. The element and / or path for dividing the pressure and / or dividing the flow may be appropriately provided. Further, a filter for removing noise from the signal input to the temperature measuring unit 107 or the signal output from the temperature measuring unit 107 may be provided.

（制御部）
制御部１０９は、既に述べたように、コンピュータ１２１によって構成されている。制御部１０９は、第３駆動部１０５のスイッチ１２５の制御を行う。また、制御部１０９は、スイッチ１２５をオンしている時期（第３駆動部１０５から複数の第２抵抗発熱体２Ｂに電力を供給している時期）において、各差動アンプ１２９からの信号をサンプリングする。そして、制御部１０９は、サンプリングした信号の信号強度（別の観点では第２抵抗発熱体２Ｂの抵抗値）を温度に変換する。これにより、各領域Ａｒの温度が取得される。(Control unit)
As described above, the control unit 109 is composed of the computer 121. The control unit 109 controls the switch 125 of the third drive unit 105. Further, the control unit 109 outputs a signal from each differential amplifier 129 when the switch 125 is turned on (when power is supplied from the third drive unit 105 to the plurality of second resistance heating elements 2B). Sampling. Then, the control unit 109 converts the signal strength of the sampled signal (from another viewpoint, the resistance value of the second resistance heating element 2B) into temperature. As a result, the temperature of each region Ar is acquired.

なお、抵抗値から温度への変換方法（演算方法）としては、公知の種々の方法が利用されてよい。例えば、抵抗値から温度を特定する演算は、計算式を用いるものであってもよいし、抵抗値と温度とを対応付けたマップを用いるものであってもよい。また、当該演算は、第２抵抗発熱体２Ｂの温度と、上面１０ｃの温度との差を除去する補正を含んでいてもよい。 As the conversion method (calculation method) from the resistance value to the temperature, various known methods may be used. For example, the calculation for specifying the temperature from the resistance value may use a calculation formula or may use a map in which the resistance value and the temperature are associated with each other. Further, the calculation may include a correction for removing the difference between the temperature of the second resistance heating element 2B and the temperature of the upper surface 10c.

各領域Ａｒの温度を取得した制御部１０９は、その温度の情報を含む信号を第２駆動部１０３の駆動制御部１１９に出力する。これにより、駆動制御部１１９は、領域Ａｒ毎に温度のフィードバック制御が可能となる。また、制御部１０９は、例えば、最も温度が高い領域Ａｒの温度の情報、又は複数の領域Ａｒの温度から得られる上面１０ｃの平均温度の情報を第１駆動部１０１に出力する。これにより、第１駆動部１０１は、最も温度が高い領域Ａｒの温度又は上面１０ｃの平均温度に基づく、温度のフィードバック制御が可能となる。 The control unit 109 that has acquired the temperature of each region Ar outputs a signal including the temperature information to the drive control unit 119 of the second drive unit 103. As a result, the drive control unit 119 can perform temperature feedback control for each region Ar. Further, the control unit 109 outputs, for example, information on the temperature of the region Ar having the highest temperature or information on the average temperature of the upper surface 10c obtained from the temperatures of the plurality of regions Ar to the first drive unit 101. As a result, the first drive unit 101 can perform temperature feedback control based on the temperature of the region Ar having the highest temperature or the average temperature of the upper surface 10c.

なお、制御部１０９と、他の機能部（１０１、１０３、１０５及び１０７）との役割分担は、適宜に変更されてよい。例えば、第１抵抗発熱体２Ａによる温度のフィードバック制御が、目標温度ｔｐ０よりも所定の温度差で低い仮目標温度に収束するように行われる場合において、フィードバックに利用される温度（検出温度から上記の所定の温度差を差し引いた温度）は、第１駆動部１０１が算出するのではなく、制御部１０９が算出してもよい。また、例えば、最も高い温度の領域Ａｒの特定、又は複数の領域Ａｒの平均温度の算出は、制御部１０９ではなく、第１駆動部１０１において行われてもよい。 The division of roles between the control unit 109 and the other functional units (101, 103, 105 and 107) may be changed as appropriate. For example, when the temperature feedback control by the first resistance heating element 2A is performed so as to converge to a tentative target temperature which is lower than the target temperature tp0 by a predetermined temperature difference, the temperature used for feedback (from the detection temperature, the above). The temperature) obtained by subtracting the predetermined temperature difference may be calculated by the control unit 109 instead of being calculated by the first drive unit 101. Further, for example, the identification of the region Ar having the highest temperature or the calculation of the average temperature of the plurality of regions Ar may be performed not by the control unit 109 but by the first drive unit 101.

目標温度ｔｐ０及び／又は仮目標温度等のパラメータは、例えば、不図示の入力装置に対するユーザの操作によって設定される。入力装置は、公知の種々のものと同様とされてよく、例えば、ノブの回転位置に応じた信号を出力するスイッチであってもよいし、タッチパネルであってもよい。また、仮目標温度は、目標温度ｔｐ０に基づいて制御部１０９によって設定されてもよい。例えば、目標温度ｔｐ０に対して所定の係数（１未満）を乗じたり、目標温度ｔｐ０から所定の定数を差し引いたりして、仮目標温度が設定されてよい。 Parameters such as the target temperature tp0 and / or the provisional target temperature are set by, for example, a user operation on an input device (not shown). The input device may be the same as various known ones, and may be, for example, a switch that outputs a signal according to the rotation position of the knob, or a touch panel. Further, the provisional target temperature may be set by the control unit 109 based on the target temperature tp0. For example, the provisional target temperature may be set by multiplying the target temperature tp0 by a predetermined coefficient (less than 1) or by subtracting a predetermined constant from the target temperature tp0.

第１駆動部１０１及び第２駆動部１０３が行うフィードバック制御においては、温度変化に伴う抵抗率の変化に対する補償処理が行われてもよい。例えば、ゲインを温度変化に基づいて調整してもよい。これにより、より高精度な温度制御が可能となる。 In the feedback control performed by the first drive unit 101 and the second drive unit 103, compensation processing may be performed for a change in resistivity due to a temperature change. For example, the gain may be adjusted based on temperature changes. This enables more accurate temperature control.

（温度計測のタイミング）
図９は、温度の計測方法を説明するための模式的なタイミングチャートである。図９に示す４つのグラフにおいて、横軸は時間ｔｍを示している。(Timing of temperature measurement)
FIG. 9 is a schematic timing chart for explaining the temperature measurement method. In the four graphs shown in FIG. 9, the horizontal axis represents the time tm.

図９の最上段のグラフは、商用電源１１１（又は不図示の電源回路）から第２駆動部１０３に印加される交流電圧の経時変化を示しており、縦軸は電圧である。交流電圧は、例えば、半周期（Ｔ０／２）で極性（正負）を反転させている。ここでは、交流電圧として、電圧が曲線状に変化するもの（正弦波状のもの）を例示している。ただし、交流電圧は、正弦波状でないもの（例えば、矩形波、三角波又は鋸歯状波）であってもよい。交流電圧の極大値（正）及び極小値（負）は、例えば、基準電位からの電位差が互いに同等である。ただし、両者は異なっていてもよい。 The uppermost graph of FIG. 9 shows the time course of the AC voltage applied from the commercial power supply 111 (or a power supply circuit (not shown) to the second drive unit 103, and the vertical axis is the voltage. The polarity (positive or negative) of the AC voltage is reversed in, for example, a half cycle (T0 / 2). Here, as the AC voltage, a voltage that changes in a curved shape (sine wave shape) is illustrated. However, the AC voltage may be non-sinusoidal (eg, square wave, triangular wave or sawtooth wave). The maximum value (positive) and the minimum value (negative) of the AC voltage are, for example, equal in potential difference from the reference potential. However, the two may be different.

図９の上から２段目のグラフは、サイリスタ１１７に対する入力操作の経時変化を示しており、縦軸は、入力操作のオン・オフを示している。すなわち、同グラフにおいて、矩形波が立ち上がっている時点は、サイリスタ１１７を導通状態にするためにサイリスタ１１７のゲートに電流が流された時点を示している。 The second graph from the top of FIG. 9 shows the time course of the input operation for the thyristor 117, and the vertical axis shows the on / off of the input operation. That is, in the graph, the time point at which the square wave rises indicates the time point at which a current is passed through the gate of the thyristor 117 in order to make the thyristor 117 conductive.

図９の上から３段目のグラフは、第２駆動部１０３から第２抵抗発熱体２Ｂに印加される電圧の経時変化を示しており、縦軸は電圧である。サイリスタ１１７は、オン操作がなされると、導通状態となる。その後、サイリスタ１１７は、オン操作が停止されても、導通状態を維持する。そして、サイリスタ１１７は、交流電圧の正負が反転されると、非導通状態となる。その結果、サイリスタ１１７に印加された交流電圧（図９の最上段のグラフ）は、図９の３段目のグラフに示されるような波形の電圧に変換され、第２抵抗発熱体２Ｂに印加される。 The graph in the third row from the top of FIG. 9 shows the time course of the voltage applied from the second drive unit 103 to the second resistance heating element 2B, and the vertical axis is the voltage. When the thyristor 117 is turned on, it becomes conductive. After that, the thyristor 117 maintains a conductive state even when the on operation is stopped. Then, the thyristor 117 goes into a non-conducting state when the positive and negative of the AC voltage are reversed. As a result, the AC voltage applied to the thyristor 117 (the uppermost graph of FIG. 9) is converted into a voltage having a waveform as shown in the third graph of FIG. 9, and applied to the second resistance heating element 2B. Will be done.

具体的には、サイリスタ１１７から第２抵抗発熱体２Ｂに印加される電圧は、電力の供給と、その停止とを繰り返す波形となる。電力が供給されている第１期間Ｔ１と、電力の供給が停止されている第２期間Ｔ２との和は、交流電力の半周期Ｔ０／２であり、一定である。第１期間Ｔ１から第２期間Ｔ２への切換えは、サイリスタ１１７に印加される電圧の極性が反転する時点（ゼロクロスする時点）においてなされる。一方、第２期間Ｔ２から第１期間Ｔ１への切換えは、基本的には、サイリスタ１１７に印加される電圧がゼロでないときになされる。 Specifically, the voltage applied from the thyristor 117 to the second resistance heating element 2B has a waveform in which power supply and stoppage are repeated. The sum of the first period T1 in which the power is supplied and the second period T2 in which the power supply is stopped is a half cycle T0 / 2 of the AC power and is constant. The switching from the first period T1 to the second period T2 is performed at the time when the polarity of the voltage applied to the thyristor 117 is reversed (the time when zero crossing occurs). On the other hand, the switching from the second period T2 to the first period T1 is basically performed when the voltage applied to the thyristor 117 is not zero.

サイリスタ１１７に対する操作を介して、第１期間Ｔ１が半周期Ｔ０／２に占める割合（デューティー：Ｔ１／（Ｔ０／２））を変化させることによって、電力の実効値が増減される。すなわち、チョッパ制御が行われる。第２駆動部１０３の駆動制御部１１９は、検出温度に応じてデューティーを変化させることによって、温度のフィードバック制御を行う。 The effective value of electric power is increased or decreased by changing the ratio (duty: T1 / (T0 / 2)) of the first period T1 to the half cycle T0 / 2 through the operation on the thyristor 117. That is, chopper control is performed. The drive control unit 119 of the second drive unit 103 performs temperature feedback control by changing the duty according to the detected temperature.

図９の最下段のグラフは、第３駆動部１０５が出力する電流の経時変化を示しており、縦軸は電流Ｉである。この図に示されるように、制御部１０９は、第２抵抗発熱体２Ｂに対する電力の供給が停止される第２期間Ｔ２において、第３駆動部１０５から複数の第２抵抗発熱体２Ｂに電力が供給されるように第３駆動部１０５のスイッチ１２５を制御する。これにより、第３駆動部１０５からの電力のみによる第２抵抗発熱体２Ｂにおける電圧が差動アンプ１２９によって検出される。 The graph at the bottom of FIG. 9 shows the change with time of the current output by the third drive unit 105, and the vertical axis is the current I. As shown in this figure, the control unit 109 receives power from the third drive unit 105 to the plurality of second resistance heating elements 2B during the second period T2 when the supply of electric power to the second resistance heating element 2B is stopped. The switch 125 of the third drive unit 105 is controlled so as to be supplied. As a result, the voltage in the second resistance heating element 2B generated only by the electric power from the third drive unit 105 is detected by the differential amplifier 129.

第３駆動部１０５から複数の第２抵抗発熱体２Ｂへ電力を供給する、より詳細なタイミング等は適宜に設定されてよい。例えば、当該電力の供給開始タイミングは、第２期間Ｔ２の開始時点を基準に設定される。なお、第２期間Ｔ２の開始時点は、商用電源１１１から複数の第２駆動部１０３へ供給される交流電力のゼロクロスの時点であるから、複数の第２抵抗発熱体２Ｂ間で共通である。第２期間Ｔ２の開示時点から、第３駆動部１０５からの電力供給開始タイミングまでの時間差（０を含む）は、例えば、複数の第２期間Ｔ２同士で一定となるように設定される。また、例えば、当該電力を供給する時間長さ、及び電流（電流値）も、複数の第２期間Ｔ２同士で互いに同一に設定される。上記の時間差、時間長さ及び電流値の具体的な値は、ヒータシステム１００の具体的な構成に応じて適宜に設定されてよい。 More detailed timings for supplying electric power from the third drive unit 105 to the plurality of second resistance heating elements 2B may be appropriately set. For example, the power supply start timing is set with reference to the start time of the second period T2. Since the start time of the second period T2 is the time of zero crossing of the AC power supplied from the commercial power supply 111 to the plurality of second drive units 103, it is common among the plurality of second resistance heating elements 2B. The time difference (including 0) from the time of disclosure of the second period T2 to the power supply start timing from the third drive unit 105 is set to be constant among the plurality of second period T2s, for example. Further, for example, the length of time for supplying the electric power and the current (current value) are also set to be the same for the plurality of second periods T2. The specific values of the time difference, the time length, and the current value may be appropriately set according to the specific configuration of the heater system 100.

また、例えば、温度計測（差動アンプ１２９からの電圧の取得）は、全ての第２期間Ｔ２においてなされている。換言すれば、交流電力の半周期Ｔ０／２が、温度を計測するサンプリング周期とされている。ただし、サンプリング周期は、半周期Ｔ０／２の２以上の整数倍とされてもよい。 Further, for example, temperature measurement (acquisition of voltage from the differential amplifier 129) is performed in all the second periods T2. In other words, the half cycle T0 / 2 of AC power is the sampling cycle for measuring the temperature. However, the sampling cycle may be an integral multiple of 2 or more of the half cycle T0 / 2.

フィードバック制御に利用される検出温度は、サンプリング周期毎のそのままの値であってもよいし、所定回数に亘って検出された温度の平均値であってもよいし、フィルタ（例えばデジタルフィルタ）によってフィルタリングされたものであってもよい。平均値は、平均値を求める期間が複数の平均値間で互いに重複しないものであってもよいし、前記期間が複数の平均値間で互いに重なる移動平均であってもよい。このように平均値及び／又はフィルタリングがなされた値を用いることにより、ノイズを削除することができる。 The detection temperature used for feedback control may be the value as it is for each sampling cycle, the average value of the temperatures detected over a predetermined number of times, or by a filter (for example, a digital filter). It may be filtered. The average value may be one in which the periods for which the average value is obtained do not overlap each other among the plurality of average values, or may be a moving average in which the periods overlap each other among the plurality of average values. Noise can be eliminated by using the average value and / or the filtered value in this way.

（ヒータの製造方法）
ヒータ１０の製造方法は、例えば、以下のとおりである。(Manufacturing method of heater)
The manufacturing method of the heater 10 is as follows, for example.

まず、ドクターブレード法等の公知の方法によって第１セラミック層１ａ〜第４セラミック層１ｄとなるセラミックグリーンシートを準備する。グリーンシートは、概ね一定の厚さに形成される。次に、グリーンシートに対し、所望の形状になるようにレーザ加工及び／又は金型を用いた打ち抜き加工を行う。この際、例えば、接続導体３及び端子５が配置される孔が形成される。 First, a ceramic green sheet to be the first ceramic layer 1a to the fourth ceramic layer 1d is prepared by a known method such as a doctor blade method. The green sheet is formed to have a substantially constant thickness. Next, the green sheet is subjected to laser processing and / or punching processing using a die so as to have a desired shape. At this time, for example, a hole in which the connecting conductor 3 and the terminal 5 are arranged is formed.

次に、抵抗発熱体２、接続導体３、配線４及び端子５等の導体となる金属ペーストをスクリーン印刷等の適宜な方法によってグリーンシートに配置する。抵抗発熱体２及び／又は配線４となる材料は、導電材料とセラミック粉末とを含んだ導電シートであってもよい。導電シートは、例えば、後述のグリーンシートの積層体の作製の際に、グリーンシートによって挟み込まれる。また、グリーンシートに溝を掘り、導電シートをこの溝内に配置してもよい。また、接続導体３及び／又は端子５となる材料は、完成後の接続導体３及び／又は端子５と同様のものであってもよい。すなわち、当該材料は、固体状かつ柱状の金属（金属バルク材）であってもよい。 Next, a metal paste serving as a conductor for the resistance heating element 2, the connecting conductor 3, the wiring 4, the terminal 5, and the like is placed on the green sheet by an appropriate method such as screen printing. The material serving as the resistance heating element 2 and / or the wiring 4 may be a conductive sheet containing a conductive material and ceramic powder. The conductive sheet is sandwiched by the green sheet, for example, when the laminated body of the green sheet described later is produced. Alternatively, a groove may be dug in the green sheet and the conductive sheet may be arranged in the groove. Further, the material used as the connecting conductor 3 and / or the terminal 5 may be the same as that of the completed connecting conductor 3 and / or the terminal 5. That is, the material may be a solid and columnar metal (metal bulk material).

次に、グリーンシートを積層し、グリーンシートの積層体を作製する。そして、グリーンシートの積層体を主成分の焼成条件に合わせて焼成する。これにより、抵抗発熱体２、接続導体３、配線４及び端子５を内部に設けた焼結体（基体１）を得ることできる。 Next, the green sheets are laminated to prepare a laminated body of the green sheets. Then, the laminated body of the green sheet is fired according to the firing conditions of the main component. As a result, it is possible to obtain a sintered body (base 1) in which the resistance heating element 2, the connecting conductor 3, the wiring 4 and the terminal 5 are provided inside.

抵抗発熱体２、接続導体３、配線４及び端子５以外に、プラズマ処理用電極もしくは静電チャック用電極となる金属ペースト、金属板又は金属メッシュを積層時に挟み込むことによって、プラズマ処理用のテーブルもしくは静電チャックを作製することもできる。 In addition to the resistance heating element 2, the connecting conductor 3, the wiring 4, and the terminal 5, a metal paste, a metal plate, or a metal mesh, which is an electrode for plasma processing or an electrode for an electrostatic chuck, is sandwiched at the time of laminating to form a table for plasma processing or An electrostatic chuck can also be made.

以上のとおり、ヒータ１０は、基体１、第１抵抗発熱体２Ａ及び複数の第２抵抗発熱体２Ｂを有している。基体１は、第１面（上面１０ｃ）を有している絶縁性の部材である。第１抵抗発熱体２Ａは、基体１の内部又は表面上（本実施形態では内部）にて、上面１０ｃに沿って延びている。第２抵抗発熱体２Ｂは、第１抵抗発熱体２Ａに対して上面１０ｃ側又は上面１０ｃとは反対側（本実施形態では上面１０ｃとは反対側）に位置しており、基体１の内部又は表面上（本実施形態では内部）にて、上面１０ｃに沿って延びている。 As described above, the heater 10 has a substrate 1, a first resistance heating element 2A, and a plurality of second resistance heating elements 2B. The substrate 1 is an insulating member having a first surface (upper surface 10c). The first resistance heating element 2A extends along the upper surface 10c inside or on the surface (inside in this embodiment) of the substrate 1. The second resistance heating element 2B is located on the upper surface 10c side or the side opposite to the upper surface 10c (in the present embodiment, the side opposite to the upper surface 10c) with respect to the first resistance heating element 2A, and is located inside the substrate 1 or. On the surface (inside in this embodiment), it extends along the top surface 10c.

従って、例えば、複数の第２抵抗発熱体２Ｂによって上面１０ｃの温度を局所的に制御することができる。さらに、例えば、第１抵抗発熱体２Ａが設けられていることから、複数の第２抵抗発熱体２Ｂが生じるべき熱量を低減することができる。その結果、例えば、第２抵抗発熱体２Ｂに接続される各種の構成要素（例えば、接続導体３、配線４、端子５、コンデンサ１１３、トランス１１５及びサイリスタ１１７）を小型化したり、耐電性を低くしたりすることができる。これらの構成要素の数は、第２抵抗発熱体２Ｂの数の増加に伴って増加する。従って、例えば、第１抵抗発熱体２Ａが追加されることにより、一見、ヒータ１０全体又はヒータシステム１００全体として大型化又はコスト増大が生じるように見えても、実際には逆に、複数の第２抵抗発熱体２Ｂに係る構成要素の小型化又はコスト削減によって、ヒータ１０全体又はヒータシステム１００全体としての小型化又はコスト削減が容易になる。 Therefore, for example, the temperature of the upper surface 10c can be locally controlled by a plurality of second resistance heating elements 2B. Further, for example, since the first resistance heating element 2A is provided, the amount of heat to be generated by the plurality of second resistance heating elements 2B can be reduced. As a result, for example, various components (for example, connection conductor 3, wiring 4, terminal 5, capacitor 113, transformer 115, and thyristor 117) connected to the second resistance heating element 2B can be miniaturized or the electric resistance can be lowered. Can be done. The number of these components increases as the number of second resistance heating elements 2B increases. Therefore, for example, even if it seems that the addition of the first resistance heating element 2A causes an increase in size or cost for the entire heater 10 or the heater system 100, on the contrary, a plurality of first resistance heating elements are actually added. By reducing the size or cost of the components related to the 2-resistive heating element 2B, it becomes easy to reduce the size or cost of the entire heater 10 or the heater system 100.

また、本実施形態では、第１駆動部１０１が第１抵抗発熱体２Ａに供給する電力は、第２駆動部１０３が複数の第２抵抗発熱体２Ｂに供給する電力の合計よりも大きい。 Further, in the present embodiment, the electric power supplied by the first drive unit 101 to the first resistance heating element 2A is larger than the total electric power supplied by the second drive unit 103 to the plurality of second resistance heating elements 2B.

この場合、例えば、上記の複数の第２抵抗発熱体２Ｂが生じるべき熱量を低減する効果が増大する。ひいては、例えば、ヒータ１０全体又はヒータシステム１００全体としての小型化又はコスト削減が容易になる。 In this case, for example, the effect of reducing the amount of heat to be generated by the plurality of second resistance heating elements 2B is increased. As a result, for example, the entire heater 10 or the heater system 100 can be easily miniaturized or cost-reduced.

また、本実施形態では、第１駆動部１０１は、第１抵抗発熱体２Ａに供給する電力の制御によって第１抵抗発熱体２Ａの温度の制御を行う。第２駆動部１０３は、複数の第２抵抗発熱体２Ｂの少なくとも１つ（本実施形態では全部）について、第２抵抗発熱体２Ｂに供給する電力の制御によって第２抵抗発熱体２Ｂの温度のフィードバック制御を行う。第２駆動部１０３による温度のフィードバック制御は、第１駆動部１０１による温度の制御よりも応答性が高い。 Further, in the present embodiment, the first drive unit 101 controls the temperature of the first resistance heating element 2A by controlling the electric power supplied to the first resistance heating element 2A. The second drive unit 103 controls the temperature of the second resistance heating element 2B by controlling the electric power supplied to the second resistance heating element 2B for at least one of the plurality of second resistance heating elements 2B (all in the present embodiment). Perform feedback control. The temperature feedback control by the second drive unit 103 is more responsive than the temperature control by the first drive unit 101.

従って、第１抵抗発熱体２Ａの温度制御と第２抵抗発熱体２Ｂの温度制御との相互干渉によってヒータ１０の温度が発散してしまうおそれが低減される。また、実際の温度を目標温度ｔｐ０へ収束させる高精度な制御は、上面１０ｃの全体に亘る第１抵抗発熱体２Ａではなく、局所的に配置された第２抵抗発熱体２Ｂによってなされることになる。その結果、上面１０ｃ全体を所望の温度分布にすることが容易化される。 Therefore, the possibility that the temperature of the heater 10 is diverged due to mutual interference between the temperature control of the first resistance heating element 2A and the temperature control of the second resistance heating element 2B is reduced. Further, the highly accurate control for converging the actual temperature to the target temperature tp0 is performed not by the first resistance heating element 2A over the entire upper surface 10c but by the locally arranged second resistance heating element 2B. Become. As a result, it is easy to obtain a desired temperature distribution over the entire upper surface 10c.

また、本実施形態では、複数の第２抵抗発熱体２Ｂ全体（第３抵抗発熱体２Ｃ）の両側の位置の１対の給電部Ｐ（Ｐ１及びＰ５）間に電力を供給する第３駆動部１０５を更に有している。 Further, in the present embodiment, a third drive unit that supplies electric power between a pair of power supply units P (P1 and P5) located at both sides of the entire plurality of second resistance heating elements 2B (third resistance heating element 2C). It also has 105.

従って、例えば、第３駆動部１０５の電力に対する第２抵抗発熱体２Ｂの抵抗値に基づいて温度計測を行うことができる。また、例えば、第３駆動部１０５の電力によって複数の第２抵抗発熱体２Ｂの全体を発熱させることも可能となる。第２駆動部１０３から複数の第２抵抗発熱体２Ｂのそれぞれに供給する電力を大きくするとなると、複数の第１給電部Ｐ１〜第５給電部Ｐ５の全てに接続される各種の構成要素について、大型化又は耐電性を高くしなければならない。しかし、複数の第２抵抗発熱体２Ｂの全体に供給される電力を第３駆動部１０５によって供給する場合においては、基本的に、１対の給電部Ｐ（Ｐ１及びＰ５）に接続される構成要素のみについて、大型化又は耐電性を高くすることで対応可能である。その結果、ヒータ１０全体又はヒータシステム１００全体として、小型化又はコスト削減が容易になる。 Therefore, for example, the temperature can be measured based on the resistance value of the second resistance heating element 2B with respect to the electric power of the third drive unit 105. Further, for example, it is possible to heat the entire plurality of second resistance heating elements 2B by the electric power of the third drive unit 105. When the electric power supplied from the second drive unit 103 to each of the plurality of second resistance heating elements 2B is increased, various components connected to all of the plurality of first power supply units P1 to 5th power supply units P5 are described. The size must be increased or the electric resistance must be increased. However, when the electric power supplied to the entire plurality of second resistance heating elements 2B is supplied by the third drive unit 105, it is basically connected to a pair of power supply units P (P1 and P5). It is possible to deal with only the elements by increasing the size or increasing the electric resistance. As a result, the entire heater 10 or the heater system 100 can be easily miniaturized or cost-reduced.

また、本実施形態では、第２駆動部１０３は、複数の第２抵抗発熱体２Ｂのうちの少なくとも１つ（本実施形態では全部）の所定の第２抵抗発熱体２Ｂの抵抗値に基づいて、前記所定の第２抵抗発熱体２Ｂに供給する電力を制御する。 Further, in the present embodiment, the second drive unit 103 is based on the resistance value of a predetermined second resistance heating element 2B of at least one (all in the present embodiment) of the plurality of second resistance heating elements 2B. , Controls the power supplied to the predetermined second resistance heating element 2B.

すなわち、第２駆動部１０３は、第２抵抗発熱体２Ｂをサーミスタとして利用して、第２抵抗発熱体２Ｂの温度のフィードバック制御を行う。従って、ヒータ１０の温度を検出するために専用のセンサを設ける必要がなく（ただし、そのようなセンサが設けられた態様も本開示に係る技術に含まれる。）、ヒータ１０の構成を簡素化することができる。当該効果は、第２抵抗発熱体２Ｂの数が多いほど増大する。 That is, the second drive unit 103 uses the second resistance heating element 2B as a thermistor to perform feedback control of the temperature of the second resistance heating element 2B. Therefore, it is not necessary to provide a dedicated sensor for detecting the temperature of the heater 10 (however, an embodiment in which such a sensor is provided is also included in the technique according to the present disclosure), and the configuration of the heater 10 is simplified. can do. The effect increases as the number of second resistance heating elements 2B increases.

また、本実施形態では、第２駆動部１０３は、少なくとも１つ（本実施形態では全部）の所定の第２抵抗発熱体２Ｂに電力を供給する第１期間Ｔ１と、その電力の供給を停止する第２期間Ｔ２とを交互に繰り返す（なお、第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２の長さは、第２抵抗発熱体２Ｂ毎、及び周期毎に適宜に設定される。）。また、第３駆動部１０５は、少なくとも第２期間Ｔ２の一部において前記所定の第２抵抗発熱体２Ｂに電力を供給する。第２駆動部１０３は、第２期間Ｔ２における第３駆動部１０５からの電力に対する前記所定の第２抵抗発熱体２Ｂの抵抗値（本実施形態では直接的には電圧）に基づいて、前記所定の第２抵抗発熱体２Ｂに供給する電力を制御する。 Further, in the present embodiment, the second drive unit 103 stops the supply of the first period T1 for supplying electric power to at least one (all in the present embodiment) predetermined second resistance heating element 2B, and the supply of the electric power. The second period T2 is alternately repeated (note that the lengths of the first period T1 and the second period T2 are appropriately set for each second resistance heating element 2B and for each cycle). Further, the third drive unit 105 supplies electric power to the predetermined second resistance heating element 2B at least in a part of the second period T2. The second drive unit 103 is based on the resistance value (directly the voltage in this embodiment) of the predetermined second resistance heating element 2B with respect to the electric power from the third drive unit 105 in the second period T2. Controls the power supplied to the second resistance heating element 2B.

従って、例えば、第３駆動部１０５の供給する電力のみに基づいて、第２抵抗発熱体２Ｂの抵抗値を検出することができる。第２駆動部１０３が供給する電力は、第２抵抗発熱体２Ｂが生じるべき熱量に応じて増減されるものである。このような第２駆動部１０３からの電力が供給されていない時期に抵抗値を検出できることから、例えば、抵抗値の検出方法を簡素化できる。例えば、実施形態で例示したように、定電流を第２抵抗発熱体２Ｂに供給して、抵抗値の変化を電圧の変化として検出することができる。別の観点では、第２抵抗発熱体２Ｂの抵抗値の検出において、温度制御のための電力の変動に起因するノイズを低減することができる。 Therefore, for example, the resistance value of the second resistance heating element 2B can be detected based only on the power supplied by the third drive unit 105. The electric power supplied by the second drive unit 103 is increased or decreased according to the amount of heat to be generated by the second resistance heating element 2B. Since the resistance value can be detected when the power from the second drive unit 103 is not supplied, for example, the resistance value detection method can be simplified. For example, as illustrated in the embodiment, a constant current can be supplied to the second resistance heating element 2B, and a change in resistance value can be detected as a change in voltage. From another viewpoint, in the detection of the resistance value of the second resistance heating element 2B, it is possible to reduce the noise caused by the fluctuation of the electric power for temperature control.

また、本実施形態では、第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２の合計の周期（Ｔ０／２）は一定である。 Further, in the present embodiment, the total cycle (T0 / 2) of the first period T1 and the second period T2 is constant.

換言すれば、第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２は、いわゆるチョッパ制御におけるオンの時間及びオフの時間である。従って、例えば、温度計測のためだけに、第２抵抗発熱体２Ｂへの電力供給を停止する必要は無い（ただし、そのような制御が行われる態様も本開示に係る技術に含まれる。）。また、例えば、チョッパ制御は、比較的短い周期で行われるから、温度計測のサンプリング周期を短くすることができる。ひいては、温度制御の精度が向上する。 In other words, the first period T1 and the second period T2 are the on time and the off time in the so-called chopper control. Therefore, for example, it is not necessary to stop the power supply to the second resistance heating element 2B only for temperature measurement (however, an embodiment in which such control is performed is also included in the technique according to the present disclosure). Further, for example, since the chopper control is performed in a relatively short cycle, the sampling cycle of temperature measurement can be shortened. As a result, the accuracy of temperature control is improved.

また、本実施形態では、ヒータ１０は、ｎを２以上の整数としたときに、ｎ＋１個の給電部Ｐを有している（本実施形態ではｎ＝４）。ｎ＋１個の給電部Ｐは、一続きの第３抵抗発熱体２Ｃのｎ−１個の中途位置（Ｐ２〜Ｐ４）と、当該ｎ−１個の中途位置よりも一続きの第３抵抗発熱体２Ｃの両側の位置（Ｐ１及びＰ５）とに位置する。これにより、一続きの第３抵抗発熱体２Ｃは、ｎ個の第２抵抗発熱体２Ｂに分割されている。第３駆動部１０５は、上記の両側の位置の１対の給電部Ｐ（Ｐ１及びＰ５）間に電力を供給する。第２駆動部１０３は、ｎ個の第２抵抗発熱体２Ｂそれぞれについて、第２期間Ｔ２における第３駆動部１０５からの電力に対する第２抵抗発熱体２Ｂの抵抗値に基づいて、第２抵抗発熱体２Ｂに供給する電力を制御する。 Further, in the present embodiment, the heater 10 has n + 1 feeding units P when n is an integer of 2 or more (n = 4 in the present embodiment). The n + 1 feeding units P are the n-1 intermediate positions (P2 to P4) of the continuous third resistance heating element 2C and the third resistance heating element continuous from the n-1 intermediate positions. It is located at positions (P1 and P5) on both sides of 2C. As a result, the continuous third resistance heating element 2C is divided into n second resistance heating elements 2B. The third drive unit 105 supplies electric power between the pair of power supply units P (P1 and P5) at the positions on both sides. The second drive unit 103 generates a second resistance heating element for each of the n second resistance heating elements 2B based on the resistance value of the second resistance heating element 2B to the electric power from the third drive unit 105 in the second period T2. Controls the power supplied to the body 2B.

従って、複数の第２抵抗発熱体２Ｂは、第２駆動部１０３によって、それぞれ別個のサーミスタとして利用される。その一方で、複数の第２抵抗発熱体２Ｂは、温度計測のための電力が第３駆動部１０５から共通に付与される。従って、局所的な温度のフィードバック制御が可能とされつつ、温度計測のための構成が簡素化される。 Therefore, the plurality of second resistance heating elements 2B are used as separate thermistors by the second drive unit 103. On the other hand, in the plurality of second resistance heating elements 2B, electric power for temperature measurement is commonly supplied from the third drive unit 105. Therefore, the configuration for temperature measurement is simplified while local temperature feedback control is possible.

また、本実施形態では、第２駆動部１０３は、サイリスタ１１７及びトランス１１５を有している。サイリスタ１１７は、交流電力を出力する電源部（商用電源１１１）と第２抵抗発熱体２Ｂとの間に介在しており、交流電力の半周期Ｔ０／２を第１期間Ｔ１と第２期間Ｔ２とに分ける。トランス１１５は、サイリスタ１１７と第２抵抗発熱体２Ｂとの間に介在する。 Further, in the present embodiment, the second drive unit 103 has a thyristor 117 and a transformer 115. The thyristor 117 is interposed between the power supply unit (commercial power supply 111) that outputs AC power and the second resistance heating element 2B, and the half cycle T0 / 2 of the AC power is divided into the first period T1 and the second period T2. Divide into and. The transformer 115 is interposed between the thyristor 117 and the second resistance heating element 2B.

従って、例えば、サイリスタ１１７を用いていることから、簡便かつ安価にチョッパ制御を行うことができる。サイリスタ１１７では、導通状態になったときにリップルが生じる。このリップルは、第２抵抗発熱体２Ｂに供給する電力の制御、及び／又は第２抵抗発熱体２Ｂをサーミスタとして利用するときの温度計測に影響を及ぼすおそれがある。しかし、サイリスタ１１７と第２抵抗発熱体２Ｂとの間にトランス１１５が介在していることにより、このリップルは少なくとも一部が均される。その結果、上記の影響が低減される。 Therefore, for example, since the thyristor 117 is used, the chopper control can be performed easily and inexpensively. In the thyristor 117, ripple occurs when it becomes conductive. This ripple may affect the control of the electric power supplied to the second resistance heating element 2B and / or the temperature measurement when the second resistance heating element 2B is used as a thermistor. However, this ripple is at least partially leveled by the presence of the transformer 115 between the thyristor 117 and the second resistance heating element 2B. As a result, the above effects are reduced.

（第１実施形態の変形例）
図１６は、第１実施形態の変形例を説明するための図であり、図９の一部抜粋に相当する。(Modified example of the first embodiment)
FIG. 16 is a diagram for explaining a modified example of the first embodiment, and corresponds to a partial excerpt of FIG.

図９では、点弧の時期が任意の時期とされ、消弧の時期がゼロクロスの時期とされた。換言すれば、点弧の時期の調整によってチョッパ制御がなされた。ただし、図１６に示すように、点弧の時期がゼロクロスの時期とされ、消弧の時期が任意の時期とされてもよい。すなわち、消弧の時期の調整によってチョッパ制御がなされてもよい。そして、この消弧の時期の後から次のゼロクロスの時期までの第２期間Ｔ２において、温度計測がなされてよい。なお、図示のようなチョッパ制御を実現する、サイリスタを含む回路は公知であることから、詳細な説明は省略する。 In FIG. 9, the time of firing is an arbitrary time, and the time of extinguishing is a time of zero cross. In other words, chopper control was done by adjusting the timing of the firing. However, as shown in FIG. 16, the time of firing may be the time of zero crossing, and the time of extinguishing may be any time. That is, the chopper control may be performed by adjusting the timing of extinguishing the arc. Then, the temperature may be measured in the second period T2 from the time of extinguishing the arc to the time of the next zero cross. Since a circuit including a thyristor that realizes chopper control as shown in the figure is known, detailed description thereof will be omitted.

＜第２実施形態＞
図１０は、第２実施形態のヒータシステム２００の構成を説明するための図であり、第１実施形態の図７に相当する。<Second Embodiment>
FIG. 10 is a diagram for explaining the configuration of the heater system 200 of the second embodiment, and corresponds to FIG. 7 of the first embodiment.

ヒータシステム２００は、基本的に、第２駆動部の構成のみが第１実施形態のヒータシステム１００と相違する。具体的には、本実施形態の駆動装置２５０の第２駆動部１３１は、第１実施形態のサイリスタ１１７に代えて、ソリッドステートリレー（以下、単に「ＳＳＲ」）１３３を有している。 The heater system 200 is basically different from the heater system 100 of the first embodiment only in the configuration of the second drive unit. Specifically, the second drive unit 131 of the drive device 250 of the present embodiment has a solid state relay (hereinafter, simply “SSR”) 133 instead of the thyristor 117 of the first embodiment.

ＳＳＲ１３３は、例えば、トランス１１５よりも第２抵抗発熱体２Ｂ側にて第２抵抗発熱体２Ｂに直列接続されている。ＳＳＲ１３３の構造及び材料は公知の種々のものとされてよい。例えば、ＳＳＲ１３３は、フォトカプラを含むフォトＳＳＲによって構成されている。この場合、信号が光として受け渡されることから、信号経路が絶縁され、電気的なノイズが信号に乗りにくい。 The SSR 133 is connected in series to the second resistance heating element 2B on the second resistance heating element 2B side of the transformer 115, for example. The structure and material of SSR133 may be of various known ones. For example, the SSR 133 is composed of a photo SSR including a photo coupler. In this case, since the signal is passed as light, the signal path is insulated and it is difficult for electrical noise to get on the signal.

図１１は、駆動装置２５０の動作を説明するためのタイミングチャートであり、第１実施形態の図９に相当する。 FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation of the drive device 250, and corresponds to FIG. 9 of the first embodiment.

同図の４つのグラフは、上から順に、商用電源１１１から第２駆動部１０３に印加される交流電圧の経時変化、ＳＳＲ１３３に対する入力操作の経時変化、第２駆動部１０３から第２抵抗発熱体２Ｂに印加される電圧の経時変化、及び第３駆動部１０５が出力する電流の経時変化を示している。すなわち、第１実施形態の図９において、サイリスタ１１７の動作に代えて、ＳＳＲ１３３の動作が示されている。ＳＳＲ１３３は、例えば、オンのときは所定の入力信号が入力される。 The four graphs in the figure show, in order from the top, the change over time in the AC voltage applied from the commercial power supply 111 to the second drive unit 103, the change over time in the input operation to the SSR 133, and the second drive unit 103 to the second resistance heating element. It shows the time course of the voltage applied to 2B and the time course of the current output by the third drive unit 105. That is, in FIG. 9 of the first embodiment, the operation of the SSR 133 is shown instead of the operation of the thyristor 117. For example, when the SSR 133 is on, a predetermined input signal is input.

ＳＳＲ１３３は、オンされており、かつ商用電源１１１からの電圧がゼロクロスすると（正負が反転すると）導通状態となる。その後、商用電源１１１からの電圧がゼロクロスするときに、オンされていれば、導通状態が維持され、オフされていれば、非導通状態とされる。すなわち、ＳＳＲ１３３は、交流電力の半周期Ｔ０／２毎に、導通状態又は非導通状態のいずれになるかが決定される。その結果、商用電源１１１から出力された交流電圧（最上段のグラフ）は、図１１の３段目のグラフに示されるような波形の電圧に変換される。 When the SSR 133 is turned on and the voltage from the commercial power supply 111 crosses zero (when the positive and negative are reversed), the SSR 133 becomes conductive. After that, when the voltage from the commercial power supply 111 crosses zero, if it is turned on, the conductive state is maintained, and if it is turned off, the non-conducting state is set. That is, the SSR 133 is determined to be in a conductive state or a non-conducting state every half cycle T0 / 2 of AC power. As a result, the AC voltage (top graph) output from the commercial power supply 111 is converted into a voltage having a waveform as shown in the third graph of FIG.

具体的には、ＳＳＲ１３３から第２抵抗発熱体２Ｂに印加される電圧の波形は、電力の供給と、その停止とを繰り返すものとなる。電力が供給されている第１期間Ｔ２１、及び電力の供給が停止されている第２期間Ｔ２２それぞれの長さは、第１実施形態の第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２とは異なり、交流電力の半周期Ｔ０／２のｍ倍（ｍは１以上）であり、かつｍの大きさは任意である。そして、第１期間Ｔ２１及び第２期間Ｔ２２の比によって、電力の実効値が増減される。すなわち、チョッパ制御が行われる。第２駆動部１３１の駆動制御部１１９は、検出温度に応じて第１期間Ｔ２１及び第２期間Ｔ２２の比を変化させることによって、温度のフィードバック制御を行う。 Specifically, the waveform of the voltage applied from the SSR 133 to the second resistance heating element 2B repeats the supply of electric power and its stop. The lengths of the first period T21 where the power is supplied and the second period T22 where the power supply is stopped are different from those of the first period T1 and the second period T2 of the first embodiment, and are AC power. It is m times (m is 1 or more) of the half cycle T0 / 2, and the size of m is arbitrary. Then, the effective value of the electric power is increased or decreased by the ratio of the first period T21 and the second period T22. That is, chopper control is performed. The drive control unit 119 of the second drive unit 131 performs temperature feedback control by changing the ratio of the first period T21 and the second period T22 according to the detected temperature.

なお、第１期間Ｔ２１及び第２期間Ｔ２２の和は、第１実施形態と異なり、一定である必要は無い。ただし、当該和は一定とされてもよい。別の観点では、第１実施形態と同様に、一定の周期に対するデューティー比によって電力の実効値が制御されてよい。例えば、交流電力が５０Ｈｚの場合に、第１期間Ｔ２１と第２期間Ｔ２２との和を２秒程度とした場合、交流電力は１００段階で増減される。 The sum of the first period T21 and the second period T22 does not have to be constant, unlike the first embodiment. However, the sum may be constant. From another point of view, as in the first embodiment, the effective value of electric power may be controlled by the duty ratio with respect to a certain period. For example, when the AC power is 50 Hz and the sum of the first period T21 and the second period T22 is about 2 seconds, the AC power is increased or decreased in 100 steps.

図１１の最下段のグラフに示されるように、制御部１０９は、第１実施形態と同様に、第２抵抗発熱体２Ｂに対する電力の供給が停止される第２期間Ｔ２２において、第３駆動部１０５から複数の第２抵抗発熱体２Ｂに電力が供給されるように第３駆動部１０５のスイッチ１２５を制御する。これにより、第３駆動部１０５からの電力のみによる第２抵抗発熱体２Ｂにおける電圧が差動アンプ１２９によって検出される。 As shown in the lowermost graph of FIG. 11, the control unit 109 is the third drive unit in the second period T22 in which the supply of electric power to the second resistance heating element 2B is stopped, as in the first embodiment. The switch 125 of the third drive unit 105 is controlled so that electric power is supplied from the 105 to the plurality of second resistance heating elements 2B. As a result, the voltage in the second resistance heating element 2B generated only by the electric power from the third drive unit 105 is detected by the differential amplifier 129.

第３駆動部１０５から複数の第２抵抗発熱体２Ｂへ電力を供給する、より詳細なタイミング等は適宜に設定されてよい。例えば、当該電力の供給開始タイミングは、第２期間Ｔ２２の開始時点を基準に設定される。その時間差（０を含む）は、例えば、複数の第２期間Ｔ２２同士で一定である。また、例えば、当該電力を供給する時間長さ、及び電流（電流値）も、複数の第２期間Ｔ２２同士において互いに同一である。上記の時間差、時間長さ及び電流値は、ヒータシステム２００の具体的な構成に応じて適宜に設定されてよい。 More detailed timings for supplying electric power from the third drive unit 105 to the plurality of second resistance heating elements 2B may be appropriately set. For example, the power supply start timing is set with reference to the start time of the second period T22. The time difference (including 0) is constant between the plurality of second periods T22, for example. Further, for example, the length of time for supplying the electric power and the current (current value) are also the same for each of the plurality of second periods T22. The time difference, time length, and current value described above may be appropriately set according to the specific configuration of the heater system 200.

なお、本実施形態では、第２期間Ｔ２２は、第１実施形態とは異なり、少なくとも交流電力の半周期Ｔ０／２の長さを有している。従って、図示の例のように、半周期Ｔ０／２の中央付近で温度計測がなされてもよい。 In the present embodiment, unlike the first embodiment, the second period T22 has at least a half-cycle T0 / 2 length of AC power. Therefore, as shown in the illustrated example, the temperature may be measured near the center of the half cycle T0 / 2.

温度計測のサンプリング周期は適宜に設定されてよい。例えば、上記のように第１期間Ｔ２１と第２期間Ｔ２２との和を一定とし、この和の時間長さをサンプリング周期としてよい。すなわち、サンプリングのタイミングが第２期間Ｔ２２内に必ず到来するようにサンプリング周期が設定されてよい。 The sampling period for temperature measurement may be set as appropriate. For example, as described above, the sum of the first period T21 and the second period T22 may be constant, and the time length of this sum may be used as the sampling cycle. That is, the sampling cycle may be set so that the sampling timing always arrives within the second period T22.

また、例えば、第１期間Ｔ２１と第２期間Ｔ２２との和が一定でない場合、第２期間Ｔ２２か否かが判定されて温度計測がなされてもよい。換言すれば、サンプリング周期は変動してよい。 Further, for example, when the sum of the first period T21 and the second period T22 is not constant, it may be determined whether or not it is the second period T22 and the temperature may be measured. In other words, the sampling period may vary.

また、例えば、第１期間Ｔ２１と第２期間Ｔ２２との和が一定でなく、かつサンプリング周期が一定である場合において、サンプリング周期が到来したときに、温度制御のためのＳＳＲ１３３の制御に優先して、温度計測のためにＳＳＲ１３３を半周期Ｔ０／２だけオフとしてもよい。半周期Ｔ０／２に比較してサンプリング周期が十分に長い場合においては、温度計測のために強制的に第２期間Ｔ２２を設けたとしても、その第２期間Ｔ２２が温度制御に及ぼす影響は小さい。 Further, for example, when the sum of the first period T21 and the second period T22 is not constant and the sampling period is constant, when the sampling period arrives, priority is given to the control of the SSR 133 for temperature control. Therefore, the SSR 133 may be turned off by half a cycle T0 / 2 for temperature measurement. When the sampling cycle is sufficiently longer than the half cycle T0 / 2, even if the second period T22 is forcibly provided for temperature measurement, the influence of the second period T22 on the temperature control is small. ..

以上のとおり、本実施形態では、第２駆動部１３１は、ＳＳＲ１３３を有している。ＳＳＲ１３３は、交流電力を出力する電源部（商用電源１１１）と少なくとも１つ（本実施形態では全部）の第２抵抗発熱体との間に設けられており、交流電力がゼロクロスするときに第１期間Ｔ２１と第２期間Ｔ２２との切り換えを行う。 As described above, in the present embodiment, the second drive unit 131 has the SSR 133. The SSR 133 is provided between a power supply unit (commercial power supply 111) that outputs AC power and at least one (all in this embodiment) second resistance heating element, and is first when the AC power zero crosses. Switching between the period T21 and the second period T22 is performed.

従って、例えば、第１期間Ｔ２１と第２期間Ｔ２２との切換え時期は、交流電力のゼロクロスと一致しており、リップルが生じるおそれが低い。ひいては、このリップルが温度計測にノイズとして現れるおそれが低減される。また、例えば、サイリスタ１１７を用いた場合に比較して、第２駆動部１０３から第２抵抗発熱体２Ｂへの電力を停止する第２期間を長くしやすい。その結果、例えば、第３駆動部１０５のスイッチ１２５の制御条件を緩やかなものにすることができる。なお、サイリスタ１１７は、ＳＳＲ１３３に比較して、安価である等のメリットがある。 Therefore, for example, the switching timing between the first period T21 and the second period T22 coincides with the zero cross of the AC power, and the possibility of ripple occurring is low. As a result, the possibility that this ripple will appear as noise in the temperature measurement is reduced. Further, for example, as compared with the case where the thyristor 117 is used, it is easy to lengthen the second period for stopping the power from the second drive unit 103 to the second resistance heating element 2B. As a result, for example, the control conditions of the switch 125 of the third drive unit 105 can be relaxed. The thyristor 117 has merits such as being cheaper than the SSR 133.

＜第３実施形態＞
図１２は、第３実施形態のヒータシステム３００の構成を説明するための図であり、第１実施形態の図７に相当する。<Third Embodiment>
FIG. 12 is a diagram for explaining the configuration of the heater system 300 of the third embodiment, and corresponds to FIG. 7 of the first embodiment.

ヒータシステム３００は、基本的に、第３駆動部の構成のみが第１実施形態のヒータシステム１００と相違する。具体的には、本実施形態の駆動装置３５０の第３駆動部１３５は、第１実施形態のスイッチ１２５を有していない。すなわち、直流電源１２３からの電力は、ヒータシステム３００が加熱動作を行っている間は常時、複数の第２抵抗発熱体２Ｂに供給されている。 The heater system 300 is basically different from the heater system 100 of the first embodiment only in the configuration of the third drive unit. Specifically, the third drive unit 135 of the drive device 350 of the present embodiment does not have the switch 125 of the first embodiment. That is, the electric power from the DC power source 123 is always supplied to the plurality of second resistance heating elements 2B while the heater system 300 is performing the heating operation.

図１３（ａ）は、ヒータシステム１００の制御方法を示す概念図であり、第１実施形態の図５（ａ）に相当する。 FIG. 13A is a conceptual diagram showing a control method of the heater system 100, and corresponds to FIG. 5A of the first embodiment.

本実施形態では、直流電源１２３から複数の第２抵抗発熱体２Ｂに電力が供給される時間が長いことから、第１実施形態に比較して、直流電源１２３からの電力によって生じる熱量が上面１０ｃの温度に及ぼす影響が大きい。そこで、本実施形態では、この影響を加味した制御が行われる。具体的には、以下のとおりである。 In the present embodiment, since the power is supplied from the DC power supply 123 to the plurality of second resistance heating elements 2B for a long time, the amount of heat generated by the power from the DC power supply 123 is larger than that in the first embodiment. Has a large effect on the temperature of. Therefore, in the present embodiment, control is performed in consideration of this influence. Specifically, it is as follows.

図１３（ａ）の上段左側のグラフは、図５（ａ）と同様に、第１抵抗発熱体２Ａによって実現される温度を示している。第１抵抗発熱体２Ａによる温度制御においては、例えば、第１実施形態でも言及した、検出温度から所定の温度差を差し引いた温度を、目標温度ｔｐ０よりも前記所定の温度差で低い仮目標温度ｔｐ１に収束させる制御が行われる。そして、この温度差は、直流電源１２３からの電力によって生じる温度上昇分を含む大きさとされている。 The graph on the upper left side of FIG. 13A shows the temperature realized by the first resistance heating element 2A, as in FIG. 5A. In the temperature control by the first resistance heating element 2A, for example, the temperature obtained by subtracting the predetermined temperature difference from the detected temperature mentioned in the first embodiment is set to be lower than the target temperature tp0 by the predetermined temperature difference. Control is performed to converge to tp1. The temperature difference is set to include the temperature rise caused by the electric power from the DC power supply 123.

図１３（ａ）の上段右側のグラフは、図５（ａ）と同様に、複数の第２抵抗発熱体２Ｂによって実現される温度上昇量を示している。このグラフにおいて２種のハッチングで示しているように、複数の第２抵抗発熱体２Ｂによって実現される温度上昇量は、複数の領域Ａｒに共通に供給される直流電源１２３からの電力によって実現される温度上昇量と、複数の領域Ａｒに個別に供給される第２駆動部１０３からの電力によって実現される温度上昇量との和になる。 The graph on the upper right side of FIG. 13A shows the amount of temperature rise realized by the plurality of second resistance heating elements 2B, as in FIG. 5A. As shown by two types of hatching in this graph, the amount of temperature rise realized by the plurality of second resistance heating elements 2B is realized by the electric power from the DC power supply 123 commonly supplied to the plurality of regions Ar. It is the sum of the amount of temperature rise that occurs and the amount of temperature rise that is realized by the electric power from the second drive unit 103 that is individually supplied to the plurality of regions Ar.

そして、図１３（ａ）の下段のグラフに示すように、各領域Ａｒの温度は、第１駆動部１０１の電力による熱量、第２駆動部１０３の電力による熱量、第３駆動部１３５の電力による熱量の総和によって実現される。そして、全ての領域Ａｒの温度は、目標温度ｔｐ０に収束する。 Then, as shown in the lower graph of FIG. 13A, the temperature of each region Ar is the amount of heat generated by the electric power of the first driving unit 101, the amount of heat generated by the electric power of the second driving unit 103, and the electric power of the third driving unit 135. It is realized by the sum of the amount of heat. Then, the temperatures of all the regions Ar converge to the target temperature tp0.

図１３（ｂ）は、第２駆動部１０３から第２抵抗発熱体２Ｂに印加される電圧の経時変化及び第３駆動部１０５が出力する電流の経時変化を示しており、第１実施形態の図９の一部に相当する。 FIG. 13B shows the time-dependent change of the voltage applied from the second drive unit 103 to the second resistance heating element 2B and the time-dependent change of the current output by the third drive unit 105, according to the first embodiment. Corresponds to a part of FIG.

この図に示すように、本実施形態では、第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２に関わりなく、一定の電流が第３駆動部１３５から第２抵抗発熱体２Ｂに供給される。ただし、制御部１０９は、第２期間Ｔ２における差動アンプ１２９からの信号をサンプリングする。すなわち、温度計測は、第１及び第２実施形態と同様に、第２駆動部１０３から第２抵抗発熱体２Ｂに電力が供給されていない第２期間Ｔ２においてなされる。 As shown in this figure, in the present embodiment, a constant current is supplied from the third drive unit 135 to the second resistance heating element 2B regardless of the first period T1 and the second period T2. However, the control unit 109 samples the signal from the differential amplifier 129 in the second period T2. That is, the temperature measurement is performed in the second period T2 in which power is not supplied from the second drive unit 103 to the second resistance heating element 2B, as in the first and second embodiments.

なお、第１実施形態及び第２実施形態では、例えば、直流電源１２３からの電流は、温度計測に必要十分な大きさとされてよい。本実施形態では、直流電源１２３からの電流は、第１及び第２実施形態と同様に、温度計測に必要十分な大きさとされてもよいし、これよりも大きくされて、第２抵抗発熱体２Ｂの発熱に積極的に寄与してもよい。 In the first embodiment and the second embodiment, for example, the current from the DC power supply 123 may be set to a size necessary and sufficient for temperature measurement. In the present embodiment, the current from the DC power supply 123 may be set to a size necessary and sufficient for temperature measurement as in the first and second embodiments, or may be made larger than this to be a second resistance heating element. It may positively contribute to the heat generation of 2B.

図示の例では、第１実施形態のサイリスタ１１７と、本実施形態の第３駆動部１３５とが組み合わされた構成を例示した。ただし、第２実施形態のＳＳＲ１３３と、本実施形態の第３駆動部１３５とが組み合わされてもよい。 In the illustrated example, a configuration in which the thyristor 117 of the first embodiment and the third drive unit 135 of the present embodiment are combined is illustrated. However, the SSR 133 of the second embodiment and the third drive unit 135 of the present embodiment may be combined.

＜変形例＞
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、変形例に係るヒータの構成を示す断面図であり、図４に相当している。<Modification example>
14 (a) and 14 (b) are cross-sectional views showing the configuration of the heater according to the modified example, and correspond to FIG.

実施形態では、第１抵抗発熱体２Ａが上面１０ｃ側に配置され、複数の第２抵抗発熱体２Ｂが下面側に配置された。ただし、図１４（ａ）に示すヒータ４１０のように、第１抵抗発熱体２Ａと、複数の第２抵抗発熱体２Ｂとの位置関係は、実施形態とは逆であってもよい。 In the embodiment, the first resistance heating element 2A is arranged on the upper surface 10c side, and a plurality of second resistance heating elements 2B are arranged on the lower surface side. However, as in the heater 410 shown in FIG. 14A, the positional relationship between the first resistance heating element 2A and the plurality of second resistance heating elements 2B may be opposite to that of the embodiment.

この場合、例えば、実施形態よりも第２抵抗発熱体２Ｂが上面１０ｃに近づくから、上面１０ｃの温度の検出精度が向上する。なお、実施形態は、例えば、変形例に比較して、端子５等の数が第１抵抗発熱体２Ａよりも多い複数の第２抵抗発熱体２Ｂが下面側に位置するから、基体１内の導体の構成を簡素にすることができる。 In this case, for example, since the second resistance heating element 2B is closer to the upper surface 10c than in the embodiment, the temperature detection accuracy of the upper surface 10c is improved. In the embodiment, for example, since a plurality of second resistance heating elements 2B having a larger number of terminals 5 and the like than the first resistance heating element 2A are located on the lower surface side as compared with the modified example, the inside of the substrate 1 The composition of the conductor can be simplified.

実施形態では、抵抗発熱体２は、セラミックからなる基体１に埋設された。ただし、図１４（ｂ）に示すヒータ５１０のように、抵抗発熱体２は、セラミックからなる基体５０１の表面上に位置していてもよい。図示の例では、第１抵抗発熱体２Ａは、基体５０１の上面上に位置している。また、第２抵抗発熱体２Ｂは、基体５０１の下面上に位置している。なお、第１抵抗発熱体２Ａ及び第２抵抗発熱体２Ｂの一方のみが基体５０１の表面上に位置していてもよい。 In the embodiment, the resistance heating element 2 is embedded in a substrate 1 made of ceramic. However, as in the heater 510 shown in FIG. 14B, the resistance heating element 2 may be located on the surface of the ceramic substrate 501. In the illustrated example, the first resistance heating element 2A is located on the upper surface of the substrate 501. The second resistance heating element 2B is located on the lower surface of the substrate 501. In addition, only one of the first resistance heating element 2A and the second resistance heating element 2B may be located on the surface of the substrate 501.

図示の例では、第１抵抗発熱体２Ａは、基体５０１とは異なる絶縁材料（例えばＹ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料）からなる被覆層５０６によって覆われている。この場合、基体５０１と被覆層５０６との全体を基体として定義して、第１抵抗発熱体２Ａが基体に埋設されていると捉えても構わない。In the illustrated example, the first resistive heating element 2A is different insulating material than the substrate 501 (e.g., Y 2 O 3, CaO, MgO , Al 2 O 3, SiO 2 or the like of the inorganic insulating material) with a coating layer 506 made of It is covered. In this case, the entire substrate 501 and the coating layer 506 may be defined as the substrate, and it may be considered that the first resistance heating element 2A is embedded in the substrate.

また、図示の例では、第２抵抗発熱体２Ｂは、基体５０１とは異なる絶縁材料（例えばＹ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料）からなる被覆層５０７によって覆われている。この場合、基体５０１と被覆層５０７との全体を基体として定義して、第２抵抗発熱体２Ｂが基体に埋設されていると捉えても構わない。Further, in the illustrated example, the second resistance heating element 2B is a coating layer made of an insulating material different from the substrate 501 (for example, an inorganic insulating material such as Y 2 O 3 , CaO, MgO, Al 2 O 3 , SiO 2 or the like). Covered by 507. In this case, the entire substrate 501 and the coating layer 507 may be defined as the substrate, and it may be considered that the second resistance heating element 2B is embedded in the substrate.

＜応用例＞
図１５（ａ）は、本開示のヒータシステムを適用した応用例を示す図である。図１５（ａ）では、半導体製造装置のチャンバ２５内に、本開示に係るヒータ３０を備えた様子を示している。ヒータ３０の上面には、加熱対象物としてのウェハ４０が載置されている。<Application example>
FIG. 15A is a diagram showing an application example to which the heater system of the present disclosure is applied. FIG. 15A shows a state in which the heater 30 according to the present disclosure is provided in the chamber 25 of the semiconductor manufacturing apparatus. A wafer 40 as an object to be heated is placed on the upper surface of the heater 30.

図１５（ｂ）は、ヒータ３０の構成を示す模式図である。ヒータ３０は、例えば、上述した各種の実施形態又は変形例に係るヒータのいずれかと同様の構成、又は当該同様の構成に電極１２等を加えた構成とされている。 FIG. 15B is a schematic view showing the configuration of the heater 30. The heater 30 has, for example, a configuration similar to that of any of the heaters according to the various embodiments or modifications described above, or a configuration in which an electrode 12 or the like is added to the same configuration.

電極１２は、例えば、プラズマ処理用電極（例えばＲＦ（Radio Frequency）電極）である。この場合、ヒータ３０、駆動装置５０、及びプラズマ処理用電極に電圧を印加する不図示の駆動装置等を含むシステムは、プラズマ処理装置を構成する。 The electrode 12 is, for example, a plasma processing electrode (for example, an RF (Radio Frequency) electrode). In this case, a system including a heater 30, a drive device 50, a drive device (not shown) that applies a voltage to the plasma processing electrode, and the like constitutes a plasma processing device.

また、電極１２は、例えば、静電チャック用電極である。この場合、ヒータ３０は静電チャックを構成し、また、ヒータ３０、駆動装置５０、及び静電チャック用電極に電圧を印加する不図示の駆動装置を含むシステムは、吸着装置を構成する。 Further, the electrode 12 is, for example, an electrode for an electrostatic chuck. In this case, the heater 30 constitutes an electrostatic chuck, and the system including the heater 30, the drive device 50, and a drive device (not shown) that applies a voltage to the electrode for the electrostatic chuck constitutes an adsorption device.

また、ヒータ３０は、半導体製造におけるＣＶＤ工程に適用されてもよい。 Further, the heater 30 may be applied to a CVD process in semiconductor manufacturing.

本開示に係る技術は、以上の実施形態及び変形例等に限定されず、種々の態様で実施されてよい。 The technique according to the present disclosure is not limited to the above embodiments and modifications, and may be implemented in various embodiments.

第２駆動部から第２抵抗発熱体への電力の増減は、チョッパ制御に限定されず、例えば、変圧器による電圧の増減によって実現されてもよい。また、第２抵抗発熱体をサーミスタとして利用する場合において、第３駆動部を設けずに、第２駆動部から第２抵抗発熱体へ電力を供給したときの第２抵抗発熱体の抵抗値を検出してもよい。 The increase / decrease in electric power from the second drive unit to the second resistance heating element is not limited to chopper control, and may be realized by, for example, an increase / decrease in voltage by a transformer. Further, when the second resistance heating element is used as a thermistor, the resistance value of the second resistance heating element when power is supplied from the second drive unit to the second resistance heating element without providing the third drive unit. It may be detected.

実施形態では、第２抵抗発熱体のみがサーミスタとして利用された。ただし、第２抵抗発熱体だけでなく、第１抵抗発熱体もサーミスタとして利用されてよい。また、第２抵抗発熱体をサーミスタとして利用する一方で、第１抵抗発熱体はサーミスタとして利用せず、かつ第１抵抗発熱体の温度を検出するためのセンサを設けてもよい。例えば、複数の第２抵抗発熱体よりも第１抵抗発熱体に近い位置にセンサを設けてもよい。 In the embodiment, only the second resistance heating element was used as the thermistor. However, not only the second resistance heating element but also the first resistance heating element may be used as the thermistor. Further, while the second resistance heating element is used as a thermistor, the first resistance heating element may not be used as a thermistor, and a sensor for detecting the temperature of the first resistance heating element may be provided. For example, the sensor may be provided at a position closer to the first resistance heating element than the plurality of second resistance heating elements.

上記の場合において、サーミスタとしての第２抵抗発熱体によって検出された温度に基づいて第２抵抗発熱体の熱量を制御しつつ、サーミスタとしての第１抵抗発熱体又は上記センサによって検出された温度に基づいて第１抵抗発熱体の熱量を制御してもよい。すなわち、第１抵抗発熱体と第２抵抗発熱体とで、フィードバックされる検出温度が別個に計測されていてもよい。 In the above case, while controlling the amount of heat of the second resistance heating element based on the temperature detected by the second resistance heating element as the thermistor, the temperature detected by the first resistance heating element as the thermistor or the above sensor The amount of heat of the first resistance heating element may be controlled based on this. That is, the detected temperature fed back may be measured separately for the first resistance heating element and the second resistance heating element.

サーミスタとしての第１抵抗発熱体又は上記センサによって検出された温度に基づいて第１抵抗発熱体の熱量を制御する場合、例えば、実施形態で説明した仮目標温度（目標温度よりも低い温度）への制御が行われる。ヒータ内において、サーミスタとしての第１抵抗発熱体又は上記センサの位置が、サーミスタとしての第２抵抗発熱体の位置よりも温度が低くなる位置である場合においては、目標温度と仮目標温度との温度差によっては、サーミスタとしての第１抵抗発熱体又は上記センサの温度がそのまま第１抵抗発熱体のフィードバック制御に用いられてもよい。 When controlling the amount of heat of the first resistance heating element as a thermistor or the heat amount of the first resistance heating element based on the temperature detected by the sensor, for example, to the provisional target temperature (temperature lower than the target temperature) described in the embodiment. Is controlled. In the heater, when the position of the first resistance heating element as a thermistor or the above sensor is lower than the position of the second resistance heating element as a thermistor, the target temperature and the provisional target temperature Depending on the temperature difference, the temperature of the first resistance heating element as a thermistor or the temperature of the sensor may be used as it is for feedback control of the first resistance heating element.

実施形態の説明では、ＳＳＲとして、オンされても、ゼロクロスしない限り、導通状態とならない形式のものを例にとった。ただし、ＳＳＲは、オンされたときに導通状態となり、その後、ゼロクロスするときに、オンされていれば、導通状態が維持され、オフされていれば、非導通状態とされるものであってもよい。また、第２駆動部のチョッパ制御は、サイリスタ及びＳＳＲ以外の素子によって実現されてよい。 In the description of the embodiment, as the SSR, even if it is turned on, it does not become a conductive state unless it crosses zero. However, the SSR is in a conductive state when it is turned on, and then, when it is zero-crossed, if it is turned on, the conductive state is maintained, and if it is turned off, it is in a non-conducting state. Good. Further, the chopper control of the second drive unit may be realized by an element other than the thyristor and the SSR.

背景技術の欄で挙げた特許文献１〜５の内容、及び２０１７年１０月２７日付で日本特許庁に出願された特願２０１７−２０８１８４号の内容は、本願において参照による援用（Incorporation by reference）がなされてよい。 The contents of Patent Documents 1 to 5 listed in the column of background technology and the contents of Japanese Patent Application No. 2017-208184 filed with the Japan Patent Office on October 27, 2017 are incorporated by reference in the present application. May be made.

１…基体、２Ａ…第１抵抗発熱体、２Ｂ…第２抵抗発熱体、５…端子、１０…ヒータ、１０ｃ…上面（第１面）。 1 ... Base, 2A ... 1st resistance heating element, 2B ... 2nd resistance heating element, 5 ... Terminal, 10 ... Heater, 10c ... Top surface (first surface).

Claims (13)

第１面及び該第１面に対向する第２面を有している絶縁性の基体と、
前記基体の内部又は表面上にて、前記第１面に沿って延びている第１抵抗発熱体と、
前記第１抵抗発熱体に対して前記第１面側又は前記第２面側に位置しており、前記基体の内部又は表面上にて、前記第１面に沿って延びている複数の第２抵抗発熱体と、
を有しているヒータ。An insulating substrate having a first surface and a second surface facing the first surface,
A first resistance heating element extending along the first surface inside or on the surface of the substrate.
A plurality of second surfaces that are located on the first surface side or the second surface side with respect to the first resistance heating element and extend along the first surface on the inside or surface of the substrate. With a resistance heating element
The heater that has. ｎを２以上の整数としたときに、一続きの抵抗発熱体のｎ−１個の中途位置と、当該ｎ−１個の中途位置よりも前記一続きの抵抗発熱体の両側の位置とを、前記一続きの抵抗発熱体をｎ個の前記第２抵抗発熱体に分割している、ｎ＋１個の給電部を有している
請求項１に記載のヒータ。When n is an integer of 2 or more, the n-1 intermediate positions of the continuous resistance heating element and the positions on both sides of the continuous resistance heating element rather than the n-1 intermediate position are set. The heater according to claim 1, further comprising n + 1 feeding units, which divides the continuous resistance heating element into n second resistance heating elements. 請求項１又は２に記載のヒータと、
前記第１抵抗発熱体に電力を供給する第１駆動部と、
前記複数の第２抵抗発熱体に個別に電力を供給する第２駆動部と、
を有しているヒータシステム。The heater according to claim 1 or 2,
A first drive unit that supplies electric power to the first resistance heating element,
A second drive unit that individually supplies electric power to the plurality of second resistance heating elements, and
Has a heater system. 前記第１駆動部が前記第１抵抗発熱体に供給する電力は、前記第２駆動部が前記複数の第２抵抗発熱体に供給する電力の合計よりも大きい
請求項３に記載のヒータシステム。The heater system according to claim 3, wherein the electric power supplied by the first drive unit to the first resistance heating element is larger than the total electric power supplied by the second drive unit to the plurality of second resistance heating elements. 前記第１駆動部は、前記第１抵抗発熱体に供給する電力の制御によって前記第１抵抗発熱体の温度の制御を行い、
前記第２駆動部は、前記複数の第２抵抗発熱体の少なくとも１つについて、前記第２抵抗発熱体に供給する電力の制御によって前記第２抵抗発熱体の温度のフィードバック制御を行い、
前記第２駆動部による温度のフィードバック制御は、前記第１駆動部による温度の制御よりも応答性が高い
請求項３又は４に記載のヒータシステム。The first drive unit controls the temperature of the first resistance heating element by controlling the electric power supplied to the first resistance heating element.
The second drive unit performs feedback control of the temperature of the second resistance heating element by controlling the electric power supplied to the second resistance heating element for at least one of the plurality of second resistance heating elements.
The heater system according to claim 3 or 4, wherein the temperature feedback control by the second drive unit is more responsive than the temperature control by the first drive unit. 前記第１駆動部は、前記ヒータの温度を所定の仮目標温度に収束させる熱量を前記第１抵抗発熱体に生じさせる制御を行い、
前記第２駆動部は、ヒータの温度を前記仮目標温度から当該仮目標温度よりも高い目標温度に収束させる熱量を前記第２抵抗発熱体に生じさせる制御を行う
請求項３〜５のいずれか１項に記載のヒータシステム。The first drive unit controls the first resistance heating element to generate a calorific value for converging the temperature of the heater to a predetermined temporary target temperature.
Any one of claims 3 to 5, wherein the second drive unit controls the second resistance heating element to generate a calorific value for converging the temperature of the heater from the provisional target temperature to a target temperature higher than the provisional target temperature. The heater system according to item 1. 前記両側の位置の１対の給電部間に電力を供給する第３駆動部を更に有している
請求項２を直接又は間接に引用する、請求項３〜６のいずれか１項に記載のヒータシステム。The invention according to any one of claims 3 to 6, which directly or indirectly cites claim 2, further comprising a third drive unit that supplies power between the pair of power supply units located at both sides. Heater system. 前記第２駆動部は、前記複数の第２抵抗発熱体のうちの少なくとも１つの所定の第２抵抗発熱体の抵抗値に基づいて、前記所定の第２抵抗発熱体に供給する電力を制御する
請求項３〜７のいずれか１項に記載のヒータシステム。The second drive unit controls the electric power supplied to the predetermined second resistance heating element based on the resistance value of at least one predetermined second resistance heating element among the plurality of second resistance heating elements. The heater system according to any one of claims 3 to 7. 前記所定の第２抵抗発熱体に電力を供給する第３駆動部を更に有しており、
前記第２駆動部は、前記所定の第２抵抗発熱体に電力を供給する第１期間と、その電力の供給を停止する第２期間とを交互に繰り返し、
前記第３駆動部は、少なくとも前記第２期間の一部において前記所定の第２抵抗発熱体に電力を供給し、
前記第２駆動部は、前記第２期間における前記第３駆動部からの電力に対する前記所定の第２抵抗発熱体の抵抗値に基づいて、前記所定の第２抵抗発熱体に供給する電力を制御する
請求項８に記載のヒータシステム。It further has a third drive unit that supplies electric power to the predetermined second resistance heating element.
The second drive unit alternately repeats a first period of supplying electric power to the predetermined second resistance heating element and a second period of stopping the supply of the electric power.
The third drive unit supplies electric power to the predetermined second resistance heating element at least for a part of the second period.
The second drive unit controls the electric power supplied to the predetermined second resistance heating element based on the resistance value of the predetermined second resistance heating element with respect to the electric power from the third drive unit in the second period. The heater system according to claim 8. 前記第１期間及び前記第２期間の合計の周期は一定である
請求項９に記載のヒータシステム。The heater system according to claim 9, wherein the total period of the first period and the second period is constant. 前記ヒータは、ｎを２以上の整数としたときに、一続きの抵抗発熱体のｎ−１個の中途位置と、当該ｎ−１個の中途位置よりも前記一続きの抵抗発熱体の両側の位置とを、前記一続きの抵抗発熱体をｎ個の前記第２抵抗発熱体に分割している、ｎ＋１個の給電部を有しており、
前記第３駆動部は、前記両側の位置の１対の給電部間に電力を供給し、
前記第２駆動部は、前記ｎ個の第２抵抗発熱体それぞれについて、前記第２期間における前記第３駆動部からの電力に対する前記第２抵抗発熱体の抵抗値に基づいて、前記第２抵抗発熱体に供給する電力を制御する
請求項９又は１０に記載のヒータシステム。When n is an integer of 2 or more, the heater has an n-1 intermediate position of a continuous resistance heating element and both sides of the continuous resistance heating element from the n-1 intermediate position. It has n + 1 feeding parts that divide the continuous resistance heating element into n second resistance heating elements.
The third drive unit supplies electric power between the pair of power supply units at the positions on both sides.
The second drive unit has the second resistance of each of the n second resistance heating elements based on the resistance value of the second resistance heating element to the electric power from the third drive unit in the second period. The heater system according to claim 9 or 10, wherein the electric power supplied to the heating element is controlled. 前記第２駆動部は、
交流電力を出力する電源部と前記所定の第２抵抗発熱体との間に介在しており、前記交流電力の半周期を前記第１期間と前記第２期間とに分けるサイリスタと、
前記サイリスタと前記所定の第２抵抗発熱体との間に介在するトランスと、を有している
請求項９〜１１のいずれか１項に記載のヒータシステム。The second drive unit
A thyristor that is interposed between a power supply unit that outputs AC power and the predetermined second resistance heating element and divides a half cycle of the AC power into the first period and the second period.
The heater system according to any one of claims 9 to 11, further comprising a transformer interposed between the thyristor and the predetermined second resistance heating element. 前記第２駆動部は、交流電力を出力する電源部と前記所定の第２抵抗発熱体との間に介在しており、前記交流電力がゼロクロスするときに前記第１期間と前記第２期間との切り換えを行うソリッドステートリレーを有している
請求項９〜１１のいずれか１項に記載のヒータシステム。The second drive unit is interposed between a power supply unit that outputs AC power and the predetermined second resistance heating element, and when the AC power zero crosses, the first period and the second period The heater system according to any one of claims 9 to 11, further comprising a solid state relay for switching between.
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